Analisi sperimentale del campo di moto al variare dell'angolo di calettamento delle pale di un diffusore di pompa centrifuga

Attraverso la tecnica di misura PIV (Particle Image Velocimetry) è stato investigato il campo di moto all'interno di un diffusore palettato di pompa centrifuga, sia in condizioni di massimo rendimento, sia in condizioni off-design. Le prestazioni della macchina e vari parametri fluidodinamici sono stati analizzati al variare di tre diversi valori di calettamento della schiera statorica. Si è osservato che il coefficiente di portata di massimo rendimento decresce al diminuire dell'angolo di calettamento. Sul lato in pressione delle palette si è evidenziato lo sviluppo e il forte ingrossamento di strato limite, esso aumenta al diminuire del coeffi ciente di portata. Il calcolo della vorticità ha permesso la de finizione degli estremi dello strato limite in modo da rendere possibile il calcolo dello spessore di spostamento e quantità di moto. Al fine di paragonare tra loro le tre con figurazioni di diffusore, è stata calcolata una stima approssimativa della perdita di pressione totale attraverso la classica formula di Lieblein valida per schiera piana. La perdita di pressione complessivamente rimane costante per le tre configurazioni di calettamento. Attraverso le misure PIV è stato rilevato: un over-turning, che interessa il diffusore con il massimo angolo di calettamento sia in condizioni di massimo rendimento che in condizioni off-design; disuniformità di tipo Jet&Wake in girante, anche in condizioni di massimo rendimento; disniformità nella distribuzione di portata scaricata dal diffusore, essa risulta assai modesta in condizioni di massimo rendimento e marcata per coe cienti di portata off- design. Misure in fase del campo di moto hanno messo in luce fluttuazioni di portata cicliche nei piani blade-to-blade, legate a scambi di massa nel piano secondario.