دراسة تحليلية لتوزيع الضغط والسرعة CFD داخل مضخة طرد مركزي باستخدام برنامج ANSYS Fluent

تتناول هذه الدراسة تحليلاً عددياً لخصائص التدفق الهيدروليكي داخل مضخة طرد مركزي باستخدام تقنيات ديناميكا الموائع الحسابية (CFD) عبر برنامج ANSYS Fluent. يهدف البحث إلى استكشاف العلاقة بين توزيع الضغط ومجالات السرعة تحت ظروف تشغيلية متغيرة لضمان تحسين الأداء والتنبؤ بالظواهر الهيدروليكية المعقدة. اعتمدت المنهجية على بناء نموذج هندسي ثلاثي الأبعاد بدقة عالية باستخدام برنامج SolidWorks، ثم إجراء عملية تقسيم شبكي (Meshing) مكثفة بلغت 850,038 خلية لضمان دقة الحل واستقرار النتائج. تمت محاكاة أداء المضخة عند سرعة دوران 10,000 دورة في الدقيقة تحت حالتين من شروط الحدية (Boundary Conditions): الأولى بسرعة دخول (m/s2) وضغط مخرج 25,000 باسكال، والثانية بسرعة (m/s3) وضغط 30,000 باسكال. أظهرت النتائج توافقاً تاماً مع المبادئ الفيزيائية الأساسية، حيث تم رصد تحول الطاقة الحركية إلى طاقة ضغط بوضوح عند انتقال المائع من مركز المروحة إلى الغلاف الحلزوني. كما كشفت الدراسة أن زيادة سرعة الدفق وضغط المخرج أدت إلى رفع الضغط الكلي الأقصى بنسبة ملحوظة، مع بقاء السرعة القصوى محكومة بشكل أساسي بسرعة دوران الريش. تخلص الورقة إلى أن المحاكاة الرقمية توفر أداة موثوقة لتحديد مناطق الإجهاد الهيدروليكي وتجنب حدوث ظاهرة التكهف في المراحل الأولى من التصميم.