بررسی دور کارکرد پمپ‌های دنده‌ای

0 دیدگاه
دور کارکرد پمپ های دنده ای

پمپ‌های دنده خارجی یکی از رایج‌ترین انواع پمپ‌های دنده‌ای برای کاربردهای برق سیال هیدرولیک (مانند ماشین‌های صنعتی و متحرک) هستند. این پمپ‌ها دارای مزایای طیف گسترده‌ای از شرایط عملیاتی، سادگی ساختاری، قابلیت اطمینان بالا و هزینه ساخت پایین هستند.
به طور کلی، پمپ‌های دنده‌ای برای کار کردن در محدوده وسیعی از سرعت‌های چرخشی و فشارهای تحویل بالا به عنوان واحدهای جابجایی مثبت در سیستم‌های هیدرولیک طراحی شده‌اند.

اصل کار نیز بسیار ساده است. تحقیق و توسعه مداوم منجر به بهبود عملکرد پمپ دنده‌ ای شده است. در سال‌های اخیر، بسیاری از محققین برای پیش‌بینی و بهبود عملکرد پمپ‌های دنده‌ای بر تحلیل‌های تحلیلی، تجربی و عددی تمرکز کرده‌اند [1،2]. برقی و همکاران [3] یک مدل ریاضی برای پیش‌بینی بازده حجمی در پمپ‌های دنده‌ای توسعه داد و نتایج عددی را با نتایج تجربی مقایسه کرد.
Vacca و Guidetti [4] یک مدل دینامیک سیالات را برای تجزیه و تحلیل اثر پارامترهای طراحی اصلی بر عواملی مانند بازده، پیک فشار داخلی، کاویتاسیون موضعی و نوسان جریان توصیف می‌کنند. آن‌ها نتایج عددی را با داده‌های موجود از آزمایش‌ها مقایسه کردند.

دور کارکرد پمپ های دنده ای

در مطالعات دیگر، ویژگی‌های الگوی جریان پیچیده یک سیستم پمپ دنده‌ای به صورت تجربی با سرعت‌سنجی تصویر ذرات با زمان تفکیک‌شده (TRPIV) مورد بررسی قرار گرفت تا به بهبود عملکرد کلی کمک کند [5]. هنگام طراحی پمپ دنده‌ای طراحی خوب بوشینگ‌های جانبی با تعادل محوری مناسب بسیار مهم است [6].
به همین دلیل، بسیاری از مطالعات بر تجزیه و تحلیل پارامترهای هندسی خاصی که طراحی بوشینگ جانبی را مشخص می‌کنند، متمرکز شده‌اند تا تأثیر آن‌ها بر راندمان حجمی پمپ را ارزیابی کنند [3]. اثرات پارامترهایی مانند زاویه شیب بوشینگ جانبی نیز مورد مطالعه قرار گرفته است [6،7]. محققان دیگر گذراهای فشار بین دندانی را در طول چرخه مش‌بندی دنده پمپ دنده بررسی کرده‌اند [8].
اخیرا، Magnusson [9] و Dhar و Vacca [10،11] جریان نشتی و نیروهای وارد بر شکاف‌های روانکاری جانبی در یک پمپ چرخ دنده‌ای را برجسته کردند.

رایانه‌های با کارایی بالا و توسعه الگوریتم‌های موازی کارآمد، شبیه‌سازی رفتار جریان پیچیده و امکان آزمایش‌های چالش‌برانگیز مختلف را ممکن می‌سازد. با این حال، اکثر مطالعات منتشر شده تاکنون، تقریب‌های دو بعدی (۲ بعدی) را بر اساس دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) با استفاده از تکنیک‌های تغییر شکل مش و مش‌بندی مجدد انجام داده‌اند [12،13]

دور کارکرد پمپ های دنده ای

سرعت چرخش

سرعت چرخش پمپ نیز از حدود ۵۰۰ تا ۳۰۰۰ دور در دقیقه محدود شده است. علاوه بر این، شبیه‌سازی عددی دو بعدی ویژگی‌های جریان داخلی و نرخ جریان را دقیقاً پیش‌بینی نمی‌کند.
در حین کار یک پمپ دنده‌ای خارجی، پدیده‌های جریان پیچیده هستند و شامل جریان سه بعدی (۳ بعدی)، جریان آشفته و جریان دو فاز ناشی از کاویتاسیون می‌شوند. بنابراین، شبیه‌سازی سه‌بعدی یک پمپ دنده‌ای خارجی چالش‌برانگیز است و زمان محاسبات به دلیل پیچیدگی‌های هندسه و پدیده‌های جریان، بسیار طولانی‌تر از شبیه‌سازی دو بعدی است.

اخیراً کاستیا و همکاران. [14] جریان داخلی یک پمپ دنده‌ ای خارجی را با استفاده از یک مدل سه بعدی کامل که بر روی یک خوشه LINUX اجرا می‌شود با یک حل کننده توسعه یافته با جعبه ابزار OPENFOAM شبیه‌سازی کرد. آن‌ها بر جریان کلی سه بعدی، عمدتاً در محفظه، و روی ناحیه مش‌بندی تمرکز کردند. مدل عددی شامل یک شکاف فشارزدایی بود که نمی‌توان آن را با یک تقریب دو بعدی شبیه‌سازی کرد، اما هیچ نشتی در شکاف جانبی در نظر گرفته نشد.
با این حال، شبیه‌سازی جریان نشتی در شکاف جانبی بسیار مهم است زیرا این نشتی یکی از عوامل اصلی برای بازده پمپ کمتر است. سرعت چرخش پمپ ۵۰۰ دور در دقیقه بود. هیچ مدلی برای توربولانس و کاویتاسیون استفاده نشد.
در کار حاضر، شبیه‌سازی عددی سه‌بعدی یک پمپ دنده‌ای خارجی برای پیش‌بینی واقعی‌تر عملکرد پمپ و پدیده‌های جریان داخلی با در نظر گرفتن نشتی در شکاف جانبی انجام شد. ما بر روی اثرات پارامترهای طراحی بر روی نرخ جریان و ویژگی‌های جریان تمرکز کردیم.

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 *