Behnke, Paul

Buttar, Lisa

Voyles, Monroe

Worrell, Landon

English

Texas A&amp;M Repository

Inlet Bay Flow TurbulenceMonroe VoylesITT Industrial ProcessFort Worth, TXTel: (225‐573‐2445)Monroe.Voyles@itt.comPaul Behnke, PEITT Industrial Process, Goulds Pump ESLA3951 Capitol AveCity of Industry, CA 90601Tel: (562) 908‐4155Paul.Behnke@itt.comLandon Worrell, P.Tech. (Eng.), PMPITT Goulds Pumps Canada Inc.PRO ServicesEdmonton, AB, CanadaTel: (780) 224‐0470Landon.Worrell@itt.comLisa ButtarSaskPower Corporation2211 Spadina Cres WSaskatoon, SkTel: (306) 361-3648Lbuttar@saskpower.comVertical Circulating Water PumpWater Level 17.7’ from SuctionPressure Sensors 27.7’ from SuctionBackground / Problem A 58,000gpm single‐stage vertically suspended cooling water pump experienced power and discharge pressure oscillations. Vibration and performance testing indicated power and pressure oscillations were caused by turbulence and vortex formation in the inlet bay.  Physical hydraulic model testing confirmed that the flow entering the pump suction bell was indeed turbulent and unsteady.  A vortex suppressor was used to straighten the flow from the inlet bay structure.  The power and TDH variations with time were essentially eliminatedObservations• The system resistance is constant; however, significant power, vibration, and discharge pressure variations were observed.• There was a strong correlation between power, vibration, and discharge pressure changes with time.• The most likely explanation for these oscillations was variable hydraulic load due to inlet flow pre‐rotation/turbulence.• The motor was used as a sensor in this test; current is proportional to power consumed by the pump.Pump Top Axial Waterfall5X or vane‐passPhysical Hydraulic Model StudyModificationVortex SuppressorTDH Curve Zoom Operating Flow RangePower Curve Zoom Operating Flow RangeOriginal Condition  With SuppressorCompare Performance DataVIDEOSurface Vortex Before After Suppressor InstallationLessons Learned• The vortex suppressor did not eliminate all inlet bay flowissues; however, flow into the pump inlet was more uniform.• Power and vibration oscillations were essentially eliminated.• Reduced fluid pre‐rotation caused a larger increase in TDH atlow flow rates.• Pump efficiency was improved.• The suppressor resolved the flow issues without extensiveinlet bay modifications.

Inlet Bay Flow Turbulence

Texas A&M University

Inlet Bay Flow Turbulence
Monroe Voyles
ITT Industrial Process
Fort Worth, TX
Tel: (225‐573‐2445)
Monroe.Voyles@itt.com
Paul Behnke, PE
ITT Industrial Process, Goulds Pump ESLA
3951 Capitol Ave
City of Industry, CA 90601
Tel: (562) 908‐4155
Paul.Behnke@itt.com
Landon Worrell, P.Tech. (Eng.), PMP
ITT Goulds Pumps Canada Inc.
PRO Services
Edmonton, AB, Canada
Tel: (780) 224‐0470
Landon.Worrell@itt.com
Lisa Buttar
SaskPower Corporation
2211 Spadina Cres W
Saskatoon, Sk
Tel: (306) 361-3648
Lbuttar@saskpower.com
Vertical Circulating Water Pump
Water Level 
17.7’ from 
Suction
Pressure Sensors 
27.7’ from 
Suction
Background / Problem 
A 58,000gpm single‐stage vertically suspended cooling water 
pump experienced power and discharge pressure oscillations. 
Vibration and performance testing indicated power and pressure 
oscillations were caused by turbulence and vortex formation in 
the inlet bay.  Physical hydraulic model testing confirmed that the 
flow entering the pump suction bell was indeed turbulent and 
unsteady.  A vortex suppressor was used to straighten the flow 
from the inlet bay structure.  The power and TDH variations with 
time were essentially eliminated
Observations
• The system resistance is constant; however, significant power, 
vibration, and discharge pressure variations were observed.
• There was a strong correlation between power, vibration, and 
discharge pressure changes with time.
• The most likely explanation for these oscillations was variable 
hydraulic load due to inlet flow pre‐rotation/turbulence.
• The motor was used as a sensor in this test; current is 
proportional to power consumed by the pump.



Pump Top Axial Waterfall
5X or vane‐pass
Physical Hydraulic Model Study
Modification
Vortex Suppressor
TDH Curve Zoom Operating Flow Range
Power Curve Zoom Operating Flow Range
Original Condition  With Suppressor
Compare Performance Data
VIDEO
Surface Vortex Before After Suppressor Installation
Lessons Learned
• The vortex suppressor did not eliminate all inlet bay flow
issues; however, flow into the pump inlet was more uniform.
• Power and vibration oscillations were essentially eliminated.
• Reduced fluid pre‐rotation caused a larger increase in TDH at
low flow rates.
• Pump efficiency was improved.
• The suppressor resolved the flow issues without extensive
inlet bay modifications.


https://oaktrust.library.tamu.edu/bitstream/handle/1969.1/166763/09_Voyles.pdf?sequence=1&isAllowed=y

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