Abstract Flow losses in common vanned pumps such as centrifugal pumps have been widely studied, while less research attention has been paid to side channel pumps that are commonly used in the food processing and petrochemical industries. Therefore, this study reveals the exact regions of high hydraulic losses for side channel pump models using the entropy loss production method. Numerical calculations based on unsteady Reynolds-averaged Navier–Stokes (RANS) equations coupled with the shear stress transport (SST) k-ω turbulence model were used to acquire the entropy dissipative components of the flow. The accuracy of the numerical method was validated by comparing the experimental measurements of pump case 2 with a wrapping angle of 30°. The results showed that the impeller domain produced higher losses compared to the side channel. The impeller generally recorded the highest loss coefficient of ζD' at 144 whiles the side channel recorded the lowest at ζD' 0.2) compared to the outer radius and decreased gently with increasing flows. Notwithstanding, the high losses produced in all pump cases, case 1 produced the highest energy losses compared with the other pump cases even though it had the best hydraulic performance. Thus, this study contributes to the fundamental knowledge of side channel pumps by providing the regions of high-energy losses for further optimization of the main geometrical parts especially the impeller. This will subsequently help improve the performance and operational reliability of side channel pumps and enhance its applications.

中文翻译：

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不同包角下侧通道泵能量损失的熵产生法评估

摘要 离心泵等普通叶片泵的流量损失得到了广泛的研究，而食品加工和石油化工行业常用的侧通道泵的研究较少。因此，这项研究揭示了使用熵损失产生方法的侧通道泵模型的高水力损失的确切区域。基于非定常雷诺平均纳维-斯托克斯 (RANS) 方程的数值计算与剪切应力传输 (SST) k-ω 湍流模型相结合，用于获取流动的熵耗散分量。通过比较包角为 30° 的泵壳 2 的实验测量值，验证了数值方法的准确性。结果表明，与侧通道相比，叶轮域产生了更高的损失。与外半径相比，叶轮通常在 144 处记录了最高的 ζD' 损失系数，而侧通道在 ζD' 0.2) 处记录到最低，并且随着流量的增加而逐渐减小。尽管在所有泵情况下都产生了高损失，但与其他泵情况相比，情况 1 产生了最高的能量损失，尽管它具有最好的水力性能。因此，本研究通过提供高能量损失区域以进一步优化主要几何部件，尤其是叶轮，为侧通道泵的基础知识做出了贡献。这将有助于提高侧通道泵的性能和运行可靠性，并增强其应用。2) 与外半径相比，随着流量的增加而逐渐减小。尽管在所有泵情况下都产生了高损失，但与其他泵情况相比，情况 1 产生了最高的能量损失，尽管它具有最好的水力性能。因此，本研究通过提供高能量损失区域以进一步优化主要几何部件，尤其是叶轮，为侧通道泵的基础知识做出了贡献。这将有助于提高侧通道泵的性能和运行可靠性，并增强其应用。2) 与外半径相比，随着流量的增加而逐渐减小。尽管在所有泵情况下都产生了高损失，但与其他泵情况相比，情况 1 产生了最高的能量损失，尽管它具有最好的水力性能。因此，本研究通过提供高能量损失区域以进一步优化主要几何部件，尤其是叶轮，为侧通道泵的基础知识做出了贡献。这将有助于提高侧通道泵的性能和运行可靠性，并增强其应用。与其他泵情况相比，情况 1 产生了最高的能量损失，尽管它具有最好的水力性能。因此，本研究通过提供高能量损失区域以进一步优化主要几何部件，尤其是叶轮，为侧通道泵的基础知识做出了贡献。这将有助于提高侧通道泵的性能和运行可靠性，并增强其应用。与其他泵情况相比，情况 1 产生了最高的能量损失，尽管它具有最好的水力性能。因此，本研究通过提供高能量损失区域以进一步优化主要几何部件，尤其是叶轮，为侧通道泵的基础知识做出了贡献。这将有助于提高侧通道泵的性能和运行可靠性，并增强其应用。