An Optimization of the basic design of a water jet pump for geothermal water extraction
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2024-1-33-42Abstract
During the extraction of geothermal waters, their high temperature and depth of occurrence limit the use of submersible electric pumps. As an alternative, we propose the use of the basic design of water jet pumps with flow channels having conical or cylindrical surfaces, which allows their mass production at machine-building enterprises without expensive equipment. So far, the dependence of efficiency of such pumps on the design has been studied by alternately varying the geometrical dimensions, i.e., without taking into account their mutual influence. Many mutually inconsistent optimal designs have been proposed. We solved the optimization problem by means of computational fluid dynamics. When varying the geometric dimensions of the pump, a full factor experiment plan was applied. It is shown that all possible water jet pumps are geometrically similar. It is proposed to use the nozzle diameter as a natural scale. Expressions of the main geometrical dimensions of the pumps through the nozzle diameter were obtained. It is shown that the maximum efficiency of the pumps is ∼40%, and the liquid velocity at the nozzle outlet practically does not change in scaled models of the pump at fixed boundary conditions (pressures). Viscous losses grow inversely proportional to the nozzle diameter.Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2024 Bulletin of Perm University. Physics
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.