جزئیات ساختاری ساخت پمپ دنده‌ای چگونه است؟

0 دیدگاه
جزئیات ساختاری ساخت پمپ دنده‌ای

به طور کلی کریستال‌ها ذرات جامد یا مایع کوچک هستند که نور لیزر را منعکس می‌کنند. در مورد پمپ دنده ای که در اینجا تحلیل می‌شود، از حباب‌های کوچک هوا به عنوان بذر ذرات به طور معیار استفاده شده است زیرا ذرات جامد و قطرات آب می‌توانند به طور جدی به مدل پمپ آسیب برسانند. به منظور نشان دادن پتانسیل روش TRPIV به عنوان یک ابزار تجزیه و تحلیل کار آمد در طراحی پمپ دنده‌ای صنعتی، هدف اصلی مطالعه جزئیات ساختاری ساخت پمپ دنده‌ای ارائه دقیق و دقیق اطلاعات لحظه‌ای از میدان جریان داخلی است.
سیستم پمپ مورد تجزیه و تحلیل از گروه LABSON از Universitat Politecnica de Catalunya (UPC) است.
قطر هر چرخ دنده 54 میلی‌متر و ارتفاع 36 میلی‌متر است. تعداد دندان‌های داخل هر چرخ 11 است، ظرفیت حجمی این مدل 44 سانتی‌متر مکعب در دور و سرعت چرخش دنده 200 دور در دقیقه است. پوشش پمپ آزمایش کاملاً از متاکریلات ساخته شده است تا امکان دستیابی به تصویر را فراهم کند. نیمکت آزمون (شکل 2) توسط دو مدار هیدرولیکی تشکیل شده است. مدار فوقانی مدار اصلی یا محرک است، شامل پمپ آزمایشی است که مایع متحرک (روغن؛ ρ = 885 کیلوگرم در متر مکعب، μ = 0.028 Pa.s) را از مخزن می‌گیرد و باعث می‌شود فشار از طریق فشار دوباره به مخزن وارد شود.

پمپ توسط یک موتور الوهیدرولیک هدایت می‌شود، که بخشی از مدار ثانویه است که در زیر سیستم پمپ قرار می‌گیرد. منبع نور لیزر مادون قرمز مونوکروم پالس (800 نانومتر) بود.

جزئیات ساختاری و دقت ساخت پمپ دنده ای

تصویر سازی دیجیت

از یک دوربین دیجیتال با سرعت بالا (Photron Ultima APX-RS) با وضوح 1024 × 1024 پیکسل استفاده شده است. تصاویر دیجیتالی با فرکانس اکتساب 500 فریم در ثانیه، 1000 فریم در ثانیه و 2000 فریم در ثانیه بدست آمده‌اند. حافظه بافر دوربین دیجیتال امکان ضبط حداکثر 2048 تصویر را در هر آزمایش، معادل 4، 2 یا 0.5 ثانیه بسته به میزان نمونه برداری مورد استفاده، فراهم می‌کند. تمام تصاویر بدست آمده در یک پشتیبانی دیجیتالی برای پردازش بعدی ذخیره شده است. پردازش داده‌ها و ارسال با استفاده از یک نرم افزار داخلی PIV که توسط گروه ECCoMFiT از Universitat Rovira i Virgili (URV) تهیه شده است‌، انجام شد.

گزارش شده است که در اکثر آزمایشات PIV از ذرات جامد کوچک برای باروری جریان استفاده شده است. با این حال‌، برای این سیستم پمپ دنده‌ای‌، استفاده از مواد جامد می‌تواند باعث فرسایش مواد شود و به سطح شفاف متاکریلات آسیب برساند و همچنین در سیستم دنده به دلیل تماس فلز و فلز بین دندان‌ها‌، مشکلاتی ایجاد شود. استفاده از قطره‌های آب به عنوان بذر ذرات می‌تواند در نظر گرفته شود اما می‌تواند مشکلات اکسیداسیون چرخ دنده‌های فولادی را ایجاد کند.

سرانجام، حباب‌های کوچک هوا به رغم برخی معایب استفاده شده‌اند: (i) اندازه حباب‌ها به راحتی قابل کنترل نیست و تنوع زیادی در اندازه آن می‌تواند تخمین تاخیر سرعت را با مشکل روبرو کند (رافل و همکاران، 1998)، (ii) نسبت چگالی بسیار زیاد است و (iii) وجود گاز در یک مایع می‌تواند سرعت صدا را کاهش دهد و از این رو می‌تواند جریان را با سرعت نسبتاً کم فشرده کند (برنن، 2005).
در حالت فعلی، اندازه حباب‌ها با استفاده از هوای تحت فشار جریان یافته از یک محیط متخلخل کنترل می‌شود که از تولید حباب با اندازه بزرگ جلوگیری می‌کند، همچنین کنترل جریان هوا امکان کنترل تراکم ذرات در منطقه اندازه گیری را فراهم می‌کند.
جزئیات ساختاری و دقت ساخت پمپ دنده ای

نیروهای کشش و شناوری مرتبط با شتاب اصلی‌ترین نیروهایی هستند که حباب‌ها را برای حرکت خود در مایع از نیروی سیال در حال حرکت اعمال می‌کنند. این نیروها می‌توانند بهینه شوند تا حباب‌ها بتوانند به سرعت در منطقه مورد نظر جابجا شوند (مور، 2007). با ترکیب نیروی کشش و نیروی شناوری، قانون استوکس که در معادله 1 آورده شده است می‌تواند بر اساس شتاب جاذبه (g)، شعاع حباب (r) و گرانروی سیال حرکتی (ν) برای تخمین سرعت افزایش حباب (افزایش v) تشکیل شود.
در آزمایشات، ورق لیزر دارای ضخامت 1 میلی‌متر و قسمت آزمایش دارای طول 30 میلی‌متر است. به منظور نگه داشتن حباب در ورق لیزر، نسبت H / L باید 0.025 باشد.

میانگین سرعت جریان عملکرد سرعت چرخش پمپ است. سپس ما می‌توانیم اندازه حباب را با مقدار ناچیزی برای حرکت ذرات در جهت عمودی بهینه کنیم. اندازه قطر مطلوب حباب‌های هوا 100 میکرومتر یافت شده است که توسط تجزیه و تحلیل Bolinder 1999 نیز پشتیبانی می‌شود. تأثیر مخلوط گاز-مایع بر سرعت صوتی جریان نیز در نظر گرفته شده است.

کسری با حجم کافی کافی از هوا می‌تواند سرعت صوتی را تا 20 متر در ثانیه کاهش دهد (Brennen 2005). در حالت فعلی، گاز دما را ثابت نگه می‌دارد و فشار سیستم پمپ کاملاً پایین است. هنگامی که از اندازه منطقه بازجویی (64×64 پیکسل) و تراکم معمول ذرات (در حدود 10-15 ذره در هر منطقه بازجویی پیشنهاد می‌شود (رافل و همکاران، 1998) برای سرعت‌های پایین استفاده می‌شود، جریان نشان می‌دهد به دور از ویژگی‌های فشرده سازی حداقل وضعیت مطلوب که سرعت صوتی تقریباً 20 متر بر ثانیه است، سرعت چرخش پمپ باید حدود 1000 دور در دقیقه باشد تا یک عدد Mach داشته باشد.

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 *