اختلالات جریان در پمپ دنده ای چگونه است؟

0 دیدگاه
اختلالات جریان در پمپ دنده ای

پمپ‌های دنده‌ای با جابجایی مثبت معمولاً برای اندازه‌گیری دقیق سیال ویسکوز در مقیاس صنعتی در تولید پلاستیک و مواد غذایی استفاده می‌شوند. احتمالاً به دلیل سطح بالای مصرف انرژی، نصب یک پمپ دنده ای جدید صرفاً برای هر گونه قابلیت اختلاط بالقوه پیشنهاد نمی‌شود.
با این حال، اگر یک پمپ دنده اندازه گیری از قبل استفاده می‌شود، توانایی استفاده از پمپ دنده ای برای ترکیب افزودنی مزایای خاصی را ارائه می‌دهد. کاربر نه تنها می‌تواند از هزینه‌های خرید و نصب تجهیزات اختلاط جدید اجتناب کند، بلکه می‌تواند نیاز به خرید و نصب پمپ‌های دنده‌ای بیشتر برای غلبه بر افت فشار اضافی تجهیزات اختلاط مذکور را کاهش دهد.

بنابراین، هدف این کار بررسی این است که آیا مواد افزودنی را می‌توان با استفاده از یک پمپ دنده‌ای در مقیاس صنعتی موجود تا سطح رضایت‌بخش ترکیب کرد یا خیر. می‌توانید وب‌سایت یک تولیدکننده تجهیزات اختلاط را مرور کنید و نمونه‌های متداول میکسرهای ساکن برای کاربردهای مایع چسبناک، استفاده از انحراف استاندارد محلی COV تقسیم بر میانگین محلی برای اندازه‌گیری اختلاط، و نحوه COV در خروجی چنین دستگاه‌هایی را بیابید. بستگی به COV در ورودی دارد.
به نظر می‌رسد مطالعات کمی در مورد اختلاط پمپ‌های دنده‌ای با جابجایی مثبت اندازه‌گیری در ادبیات باز و پایگاه‌های داده ثبت اختراع وجود داشته باشد.

برای مثال، ثبت اختراع ایالات متحده با شماره 6313200 و 6601987 شامل آرایش چرخ دنده های سیاره ای است. در واقع، هیچ بررسی اختلاط پمپ دنده‌های اندازه‌گیری محاسباتی یافت نشد و همچنین نمی‌توان داده‌های مشخصی از یک مطالعه تجربی پیدا کرد. کرامر 1 در مطالعه عملکرد پمپ دنده‌ای صنعتی خود اظهار داشت: “مکانیسم اساساً یک دستگاه مستقیم است، اما هیچ مخلوطی انجام نمی دهد.”
در یک مطالعه مهندسی کشاورزی توسط Bouse و همکاران. 2، عملکرد بهبود یافته اسپری های شیمیایی خاص در نتیجه عبورهای متعدد از یک پمپ دنده ای مشاهده شد.
با این حال، نویسندگان تمایز قابل سنجشی بین اثرات تاریخچه برشی و اختلاط بهبود یافته ناشی از عبور پمپ دنده‌ای متعدد قائل نشدند.

اختلالات جریان در پمپ دنده ای

ایجاد اختلال در فشار خط

مطالعات اختلال در واحدهای جریان اصلی، مانند اکسترودرها، رایج‌تر است. یک مطالعه تجربی جالب، مربوط به Valsamis و Pereira 3 است که در آن پیشرفت‌های مفهوم میکسر پیوسته Farrel مورد بررسی قرار گرفته است.
سلول‌های گردش خون موضعی، که اختلاط پس و حرکت جانبی مواد را تقویت می کنند، نشان داده شده است که ترکیب را بهبود می‌بخشند. در یک پمپ دنده اندازه گیری، جریان کمی یا بدون جریان در جهت عادی به محور جریان اولیه وجود دارد.
بنابراین، معمولاً این نوع اختلاط جانبی را ندارد. همچنین، “درج / سدها”، که جریان محوری را به جریان شعاعی تبدیل می‌کنند، نشان داده شد که عیوب مذاب را در این اکسترودرها کاهش می‌دهند.
البته لازم به ذکر است که واحد در مطالعه 3 غیر درهم می‌باشد.
به عبارت دیگر، نواحی/حجم‌های جاروب شده اعضای دوار با یکدیگر تداخلی ندارند. مشکلات مربوط به مدل سازی CFD واحدهای درهم تنیده مانند پمپ‌های دنده ای در مطالعه دستگاه مذکور وجود نخواهد داشت.
نمونه‌ای از مطالعه جریان در یک اکسترودر کروتینگ درهم تنیده، کار محاسباتی بروس و همکاران است.

4. نویسندگان در مورد اختلاط رو به جلو، اختلاط عقب و به طور کلی محفظه های چرخشی در بخش های مختلف اکسترودر بحث می‌کنند. آنها از یک پارامتر بازده اختلاط استفاده می‌کنند که بازده کششی نیز نامیده می‌شود، همانطور که در Heniche و همکارانش.
5. پارامتر به عنوان نسبت نرخ متقارن قدر تانسور تغییر شکل به مجموع این بزرگی و قدر تانسور گردابی تعریف می‌شود.

اختلالات جریان در پمپ دنده ای

تانسور جریان فشار

اگرچه خود تانسورها ثابت قاب نیستند، اما اسکالرهای بزرگی آنها در واقع تغییر قاب هستند 6. در نتیجه می توان مقایسه های منصفانه ای بین مطالعات مختلف انجام داد. مقدار بازده 0 نشان دهنده جریان چرخشی خالص است، در حالی که مقدار واحد مربوط به جریان کاملاً کششی است.
به طور کلی، مقدار بالاتر نشان دهنده اختلاط بهتر است تا زمانی که مناطق با راندمان بالاتر از هم جدا یا جدا نشده باشند.

مقدار متوسط ​​حجم پارامتر اختلاط از حدود 0.52 تا 0.55 در مطالعات اکسترودر 4 متغیر بود. مقادیر معمول برای یک میکسر استاتیک آرام از 5 از 0.4 تا 0.8 به صورت محوری متغیر بود، اما به طور متوسط ​​0.6 بود. یک تکنیک رایج مورد استفاده در تحقیقات CFD سیستم‌های درهم تنیده، مانند مطالعه بروس و همکاران. 4، فرآیند برهم نهی است.

حجم اجزای ثابت و چرخشی به طور جداگانه ساخته و شبکه بندی می‌شوند. گره‌های شبکه نیازی به تطابق با یکدیگر در هیچ لحظه در زمان مدل در طول شبیه سازی ندارند.
سلول‌های شبکه اجازه دارند آزادانه همپوشانی داشته باشند و اطلاعات بر این اساس درون یابی می‌شوند.
شکل 1، از نمونه وب سایت FLUENT، Inc.، شبکه محاسباتی آنی یک مطالعه از ساختار پمپ دنده‌‌ای را با استفاده از فرمول المان محدود Polyflow® نشان می‌دهد.
به تغییرات چشمگیر در اندازه سلول شبکه/مرکز که در سراسر دامنه در طول توالی چرخش دنده رخ می‌دهد توجه کنید.
همانطور که در دایره نشان داده شده است، سلول‌های شبکه تقریباً 1/20 مساحت یک سلول شبکه همسایه در حدودی است.

0 پاسخ

دیدگاهتان را بنویسید

می خواهید در گفت و گو شرکت کنید؟
خیالتان راحت باشد :)

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *