TY - JOUR ID - TI - Experimental and Numerical Simulation of an Airlift Pump with Conventional and Modified Air Injection Device تمثيل عددي لمضخة رفع هوائية باستخدام جهاز حقن تقليدي وجهاز أخر معدل AU - Ali Abdul Mohsin Hasan Alasadi علي عبد المحسن حسن الاسدي AU - Ahmed Khalid Habeeb احمد خالد حبيب PY - 2017 VL - 23 IS - 2 SP - 62 EP - 82 JO - Journal of Engineering مجلة الهندسة SN - 17264073 25203339 AB - The effect of air injection device on the performance of airlift pump used for water pumping has been studied numerically and experimentally. An airlift pump of dimensions 42mm diameter and 2200 mm length with conventional and modified air injection device was considered. A modification on conventional injection device (normal air-jacket type) was carried out by changing injection angle from 90° (for conventional) to 22.5° (for modified). Continuity and Navier-Stokes equations in turbulent regime with an appropriate two-phase flow model (VOF) and turbulent model (k-ϵ) in two dimensions axisymmetry flow were formulated and solved by using the known package FLUENT version (14.5). The numerical and experimental investigations were carried out for both conventional and unconventional air-jackets at submergence ratio of 0.75 and air mass flow rate from 0.5, 2, 10, 50 and 85 kg/hr. Comparisons between the numerical and experimental results for both injection devices were made and fair agreements were found and the main results showed that the performance and maximum efficiency of airlift pump is increased for higher mass flow rate of injected air for the tested submergence ratio using unconventional air-jacket performance with average enhancement were 9% and 10% for performance and maximum efficiency respectively.

تم إجراء دراسة تحليلية وعملية حول تأثير زاوية حقن الهواء على أداء مضخات الرفع الهوائية التي تستخدم في رفع الماء. تم الأخذ بنظر الاعتبار مضخة رفع هوائية بقطر 42 ملم لأنبوب الرفع وبطول 2200 ملم باستخدام منظومة حقن هواء تقليدية ومنظومة أخرى معدلة. تم تعديل منظومة حقن الهواء التقليدية نوع (Air-Jacket) من خلال تغير زاوية الحقن من 90 درجة (للمنظومة التقليدية) إلى زاوية 22.5 درجة (للمنظومة المعدلة). اعتمدت الدراسة العددية على قانون حفظ الكتلة وقانون الزخم لنافير ستوك ضمن منطقة الجريان الاضطرابي مع موديل (VOF) الخاص بالجريان ثنائي الأطوار باستخدام موديل (k-ϵ) ثنائي الإبعاد متناظر حول المركز. هذا الموديل تم نمذجته باستخدام برنامج الفلونت إصدار14.5. وتم إجراء الحل الرياضي والفحص العملي للمضخة مع منظومة حقن تقليدية ومعدلة عند نسبة غمر مقدارها 0.75 مع معدل تدفق كتلة الهواء المحقون من 0.5, 2, 10, 50, 85 كغم/ساعة والتي تغطي كل أنماط الجريان المحتمل حدوثها داخل الأنبوب الصاعد. بينت المقارنة بين النتائج التحليلية والنتائج العملية مقبولية عالية وقد أظهرت النتائج زيادة في أداء وكفاءة المضخة عند معدلات الحقن العالية عند استخدام منظومة الحقن المعدلة لكل ظروف الفحص مع تحسن 9% في الأداء و 10% لأعلى كفاءة. ER -