Experimental verification of efficiency correction law for centrifugal pumps in off-design conditions

This project is originated from Flowserve's need to improve the predictability and repeatability of the performance of its machines when used in off-design conditions. Particular attention is given to efficiency losses, as these are the major cause that most influences the tests and operation of these machines. If in the offer phase the Company manage to present a machine which in reality will be able to fully respect the customer's request, we will have achieved our aim. Therefore, this project started with the purpose to define a standard process to evaluate the performance, specifically efficiency losses, of these complex machines, that can be used in similar future cases. The following steps were implemented: 1. analyse performance curves for each pump based on test results, 2. compare and evaluate the relationship between theoretical efficiency for any pump and BEP curve efficiency in different off-design conditions, 3. estimate an efficiency correction law in order to upgrade this product in terms of accuracy of the performance. At the end of the analysis, it was possible to obtain a graphic from which extract the data needed to estimate the loss of efficiency of pump working in off-design and correct the performance curve.

Questo progetto nasce dall'esigenza di Flowserve di migliorare la prevedibilità e la ripetibilità delle prestazioni delle sue macchine quando utilizzate in condizioni fuori progettazione. Particolare attenzione viene data alle perdite di efficienza, poiché queste sono la causa principale che maggiormente influenza i collaudi ed il funzionamento di queste macchine. Se in fase di offerta l’Azienda riesce a presentare una macchina che nella realtà sarà in grado di rispettare in pieno la richiesta del cliente, avremo raggiunto il nostro obiettivo. Pertanto, questo progetto è iniziato con lo scopo di definire un processo standard per valutare le prestazioni, in particolare le perdite di efficienza, di queste macchine complesse, che possa essere utilizzato in casi futuri simili. L'analisi è stata effettuata su un prodotto specifico: l’HDX è una linea di pompe Flowserve, classe API “BB2” che indica centrifughe, tra cuscinetti, uno stadio diviso radialmente, doppie volute di aspirazione. Sono stati seguiti i seguenti steps: 1. analizzare le curve delle prestazioni per ciascuna pompa in base ai risultati dei test 2. confrontare e valutare la relazione tra l'efficienza teorica di qualsiasi pompa e l'efficienza della curva BEP in diverse condizioni fuori progetto 3. stimare una legge di correzione dell'efficienza per migliorare questo prodotto in termini di accuratezza delle prestazioni. Al termine dell'analisi è stato possibile ottenere un grafico dal quale estrarre i dati necessari per stimare la perdita di efficienza di una pompa in off-design e correggere le curve prestazionali.