بررسی ساده‌ سازی مدل دو بعدی پمپ دنده‌ای

0 دیدگاه
ساده‌ سازی مدل دو بعدی پمپ دنده ای

به دلیل ساده‌ سازی مدل دو بعدی پمپ دنده‌ای نتایج نمی‌توانند مقادیر دقیق نرخ جریان و رفتارهای جریان را منعکس کنند.
بنابراین، تلاش کردیم تا درک عمیق‌تری از الگوی جریان و اثرات پارامترهای طراحی هندسی بر نرخ جریان یک پمپ دنده‌ ای سه بعدی به دست آوریم. اکثر مطالعات قبلی موقعیت‌های متحدالمرکز ایده‌آل را شبیه‌سازی کرده‌اند که a را منعکس نمی‌کنند.

موقعیت عجیب و غریب واقعی بنابراین، ما تأثیر خروج از مرکز محوری چرخ دنده‌ها را بر سرعت جریان با شبیه‌سازی سه بعدی بررسی کردیم. در حین کار، موقعیت خارج از مرکز به سمت درگاه ورودی حرکت می‌کند و باعث ساییدگی بین نوک دنده و بدنه می‌شود، زیرا فشار تحویل بالا (Pd) چرخ دنده‌ها را به سمت درگاه ورودی هل می‌دهد.

ارزیابی حرکت محورهای چرخش چرخ دنده‌ها انجام شد [4]. در مطالعه حاضر، پارامترهای هندسی سه بعدی به عنوان متغیرهای غیر بعدی به منظور ارزیابی عملکرد پمپ تعریف شدند: (۱) اولین پارامتر بدون بعد، فاصله نوک دنده بدون بعد (hG=ROG) بین نوک دندان و پوشش است. hG فاصله نوک دنده است و ROR شعاع بیرونی دندانه‌های چرخ دنده است.

ساده‌سازی مدل دو بعدی پمپ دنده ای

رعایت فاصله در شافت و پوسته با بوش‌ها

(۲) دومین پارامتر بدون بعد، فاصله جانبی بدون بعد (hL=WWG) بین وجه جانبی چرخ دنده و وجه داخلی بلوک بلبرینگ است. hL فاصله جانبی و WWG عرض دندانه‌های چرخ دنده است.
(۳) سومین پارامتر بدون بعد، گریز از مرکز محوری بدون بعد (E=Emax) چرخ دنده‌ها به سمت درگاه ورودی است. همانطور که در شکل ۲ (a) نشان داده شده است E خروج از مرکز محوری به سمت درگاه ورودی است و Emax حداکثر خروج از مرکز محوری به سمت درگاه ورودی است. دامنه پارامترهای بدون بعد به عنوان یک ثابت از ۰.۱٪ تا ۵٪ ثابت شد و همچنین به منظور بررسی تأثیر آن‌ها بر سرعت جریان متغیر بود. مقدار ۰.۱٪ حداکثر فاصله طراحی واقعی پمپ را نشان می‌دهد. مقدار ۵٪ حداکثر فاصله را برای موقعیت‌های شدید نشان می‌دهد.

یک مورد مرجع با ۰.۱٪ برای تمام پارامترهای بدون بعد تعریف شد. ۳. راه اندازی آزمایشی یک راه اندازی آزمایشی شامل نمونه اولیه پمپ دنده خارجی (شکل ۱(a) ) برای آزمایش‌ها ساخته شد. دستگاه آزمایشی نشان داده شده در شکل ۵ برای اندازه گیری فشار مکش لحظه ای، فشار تحویل و سرعت جریان استفاده شد. شکل ۶ (a) نشان می‌دهد که چگونه تنظیم تست اجازه می‌دهد تا نوسانات فشار لحظه‌ای و سرعت جریان در خروجی پمپ به ترتیب با استفاده از فشارسنج و روتامتر اندازه‌گیری شوند.

یک درایو فرکانس متغیر متصل به موتور الکتریکی سرعت شفت مورد نظر را تنظیم می‌کند (شکل ۶(b) ). سرعت چرخش شفت پمپ از ۶۰۰۰ تا ۱۲۰۰۰ دور در دقیقه متغیر بود. فشار مکش ثابت ۶۸۹۵ Pa (۱ psi) تنظیم شد. تمام آزمایشات با استفاده از آب انجام شد.
کنترل دما برای سیال کار در ۲۲-۲۵ درجه سانتیگراد تنظیم شد. ۵.۱. ۱. اعتبارسنجی شبیه سازی‌های عددی آزمایش‌های متعددی برای اعتبارسنجی نتایج شبیه‌سازی انجام شد. آزمایش‌ها با استفاده از تنظیمات تجربی برای به دست آوردن داده‌های نرخ جریان انجام شد.

سرعت جریان در شرایط عملیاتی حالت پایدار اندازه گیری شد. نتایج شبیه‌سازی با داده‌های تجربی اندازه‌گیری شده و نرخ جریان نظری محاسبه شده، همانطور که در شکل ۷ نشان داده شده است، مقایسه شد.

ساده‌سازی مدل دو بعدی پمپ دنده ای

محاسبه دبی پمپ

دبی تئوری محاسبه‌ شده، فاصله نوک دنده از بدنه چرخ دنده، فاصله پوسته دنده، گریز از مرکز محوری چرخ دنده‌ها و تلفات جریان داخلی مانند اصطکاک و تغییرات در عبور جریان پمپ دنده ای را در نظر نمی‌گیرد. به این دلایل، دبی تئوری بیشتر از دبی تجربی و عددی است.

شبیه‌سازی عددی با استفاده از حالت مرجع انجام شد. در تمام موارد شبیه سازی، فشار مکش ثابت و فشار تحویل به ترتیب ۶۸۹۵ Pa (۱ psi) و ۶۸۹.۴۷۳ Pa (۱۰۰ psi) است. نتایج عددی روند مشابهی را با داده‌های تجربی نشان می‌دهد اما با تفاوت جزئی در محدوده‌های ۶۰۰۰-۸۰۰۰ دور در دقیقه و ۱۰۰۰۰-۱۲۰۰۰ دور در دقیقه. روند افزایشی نرخ جریان از آزمایش تقریباً خطی در ۶۰۰۰-۱۰۰۰۰ دور در دقیقه نشان می‌دهد، در حالی که سرعت جریان در ۱۰۰۰۰ دور ۱۲۰۰۰ به تدریج کاهش می‌یابد.
به طور کلی، گزارش شده است که فشار تحویل با افزایش سرعت چرخش افزایش می‌یابد [3]. فرض بر این است که فشار تحویل بالا در سمت تخلیه، به دلیل سرعت چرخش بالا، هر دو محور چرخ دنده‌ها را به سمت سمت مکش می‌راند [4]. بنابراین، نشتی رخ می‌دهد زیرا حرکت محور چرخ دنده‌ها باعث افزایش شکاف بین نوک دندانه چرخ دنده و محفظه نزدیک درگاه تخلیه می‌شود.

علاوه بر این، نشتی از گذرگاه‌های داخلی بین وجه‌های جانبی چرخ دنده و وجه‌های داخلی بلوک یاتاقان به دلیل فشار تحویل بالا در سمت تخلیه افزایش می‌یابد. با این حال، پمپ دنده‌ای در شبیه‌سازی به عنوان حرکت بدنه صلب در نظر گرفته می‌شود.
بنابراین، افزایش شکاف ناشی از حرکت محور چرخ دنده‌ها منعکس نمی‌شود و با افزایش سرعت چرخش، نرخ جریان عددی به صورت خطی افزایش می‌یابد. ۵.۱. ۲. ویژگی‌های جریان برای مشاهده الگوی جریان سه بعدی پمپ دنده ای، چندین صفحه مقطعی در نظر گرفته شد.

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 *