شبیه سازی سایش چرخ دنده‌های پمپ دنده ای

0 دیدگاه
سرعت خروجی پمپ دنده‌ای

حضور ذرات سخت شده در میدان جریان از طریق یک تابع فشار b خاص مدل‌سازی می‌شود.
اگر در نزدیکی مرز ذرات سخت از عملیات دیواره نزدیک استفاده نشود، تابع b برای گره‌های سیال خارج از حوزه ذرات سخت  شده صفر و برای گره‌های سیال در داخل ذرات سخت شده یک تنظیم می‌شود.
اگر عملیات نزدیک به دیوار فعال شود، تابع b تنظیم می‌شود که در داخل تابع به طور متوسط حجم داده شود، به طوری که مقادیر b و شرایط اجباری مربوطه در نزدیکی مرز غوطه‌ور غیر صفر باشند.
تابع داخلی با میانگین حجمی، میانگین تابع داخلی را که بر حسب حجم گره وزن شده است، می‌دهد.
چرخش چرخ دنده‌ها به طور خودکار موقعیت‌های مش ذرات سخت  شده را در ابتدای هر مرحله زمانی به‌روزرسانی می‌کند و سپس فهرستی از گره‌های سیال را که در داخل ذرات سخت شده قرار دارند، تنظیم می‌کند.
چرخش چرخ دنده‌ها منابع ذرات سخت شده را به گره‌های سیال که در داخل ذرات سخت  شده قرار دارند، اعمال می‌کند تا سرعت سیال را به سمت سرعت ذرات سخت  شده ۲.۱. ۴ سوق دهد.
مدل سایش چرخ دنده‌ها مدل k-e به عنوان مدل سایش چرخ دنده‌ها پذیرفته شد. این مدل دو معادله‌ای یکی از متداول‌ترین مدل‌های سایش چرخ دنده‌های پمپ دنده‌ای است.
معادلات حاکم با دو معادله حمل و نقل اضافی همراه هستند تا خواص آشفته جریان را نشان دهند.
در مدل‌های دو معادله‌ای، هر دو مقیاس سرعت و مقیاس طول با استفاده از معادلات انتقال جداگانه حل می‌شوند.
مقیاس سرعت اغتشاش از انرژی جنبشی آشفته محاسبه می‌شود که با حل معادله انتقال به دست می‌آید.

پارامترهای طراحی مورد استفاده در شبیه سازی سایش چرخ دنده های پمپ دنده ای

سایش چرخ دنده‌ها

مقیاس طول آشفته از دو ویژگی میدان سایش چرخ دنده‌ها، که معمولا انرژی جنبشی آشفته (k) و سرعت اتلاف آن (e) است، تخمین زده می‌شود.
سرعت اتلاف انرژی جنبشی آشفته با حل معادله انتقال مایعات آن ارائه می‌شود.
برای گره‌های سیال نزدیک به جامد غوطه‌ور، فاصله دیوار به عنوان تابعی از مقیاس دیوار محاسبه می‌شود.
مقیاس‌های دیوار از نظر جبری برای گره‌های سیال در داخل جامد غوطه‌ور شده صفر می‌شوند، اما شکل مرز غوطه‌ور شده به درستی برای معادله مقیاس دیوار در نظر گرفته نشده است.
برای گره‌های مرزی نزدیک غوطه‌ور، فاصله فیزیکی از روش ردیابی مرز غوطه‌ور برای اجرای توابع دیوار آشفته استفاده می‌شود.
روش ردیابی مرز زمانی در دسترس است که مدل مرزی روی اجبار اصلاح شده تنظیم شده باشد.
اجبار اصلاح‌شده، اصلاحات عبارت منبع ذرات سخت  را امکان می‌دهد تا مرزهای ذرات سخت  شده و تأثیر آن‌ها بر جریان را بهتر در نظر بگیرد.
برای حل بهتر این اثرات مرزی، CFX-Solver می‌تواند یک اصطلاح اجباری اصلاح شده را در نزدیکی مرز غوطه‌ور اعمال کند [16].

پارامترهای طراحی مورد استفاده در شبیه سازی سایش چرخ دنده های پمپ دنده ای

پارامترهای طراحی مورد استفاده در شبیه سازی

Campo Sud [22] پیشنهاد می‌کند که دلایل اصلی کاهش کارایی حجمی نشت، تراکم‌پذیری سیال و کاویتاسیون است و سه منبع نشتی وجود دارد: نشت شیار، نشت صفحه جانبی و نشت نوک دندان.
این نشت‌ها از دلایل اصلی راندمان پایین پمپ هستند و برای عملکرد بهتر پمپ باید به درستی مدیریت شوند.
اکثر مطالعات عددی با استفاده از یک مدل دو بعدی برای یک پمپ دنده‌ای خارجی انجام شده است.
به دلیل ساده‌سازی مدل دوبعدی، نتایج نمی‌توانند مقادیر دقیق نرخ جریان و رفتارهای جریان را منعکس کنند. بنابراین، ما تلاش کردیم تا درک عمیق‌تری از الگوی جریان و اثرات پارامترهای طراحی هندسی بر نرخ جریان یک پمپ دنده‌‌ای سه بعدی به دست آوریم.
اکثر مطالعات قبلی موقعیت‌های متحدالمرکز ایده‌آل را شبیه‌سازی کرده‌اند، که وضعیت غیرعادی واقعی را منعکس نمی‌کنند.
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 سایش بین نوک چرخ دنده و پوشش 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 دنده داخلی تعریف شدند.

راه‌اندازی 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 اندازه‌گیری 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 امکان تنظیم سرعت شفت مورد نظر را فراهم 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 شبیه‌سازی‌های عددی آزمایش‌های متعددی برای اعتبارسنجی نتایج شبیه‌سازی انجام شد.
آزمایش‌ها با استفاده از تنظیمات تجربی برای به دست آوردن داده‌های سایش چرخ دنده‌های پمپ دنده ای انجام 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 *