سرعت خروجی پمپ دنده‌ای چگونه محاسبه می‌شود؟

0 دیدگاه
سرعت خروجی پمپ دنده‌ای

برای محاسبه سرعت خروجی پمپ دنده‌ای مقادیر متوسط ​​سرعت (uavg) در خروجی صفحات مقطع برای تجزیه و تحلیل اثر تغییرات در ارتفاع فیزیکی پمپ به دست آمد. ارتفاع هر صفحه مقطع متوالی (در جهت z).
محاسبه سرعت سیال با استفاده از فشار فرمول خاصی دارد.

با فرض اینکه جریان داخلی در درگاه خروجی مشابه جریان کانال‌ها باشد، حداکثر سرعت در مرکز خروجی اندازه گیری می‌شود.
با این حال، بر خلاف انتظارات ما، حداکثر سرعت در مکان‌های P۱ و P۶ رخ می‌دهد. مشخص است که سیالات در حجم‌های فضای دندانی (TSVs) [4] تغییر قابل توجهی در سرعت به دلیل دو خروجی تقسیم شده پمپ دنده‌ای را تجربه می‌کنند.
در نتیجه، حداکثر سرعت در خروجی‌ها در مکان‌های P۱ و P۶ در سطوح مقطع به دست می‌آید. همچنین، میانگین سرعت در مکان‌های P۴، P۵ و P۶ کمی بیشتر از سرعت‌های P۳، P۲ و P۱ است (که نشان دهنده اتلاف سیال کمتری است). این به این دلیل است که خروجی‌های P۴، P۵ و P۶ در مقایسه با خروجی‌های P۳، P۲ و P۱ به درگاه مکش نزدیک‌تر هستند.

سرعت متوسط ​​اندازه گیری شده از خروجی هر صفحه مقطع تقریباً ۱۰۶٪، ۱۰۷٪ و ۱۰۸٪ افزایش می‌یابد که مکان اندازه گیری از P۳ به P۴، P۲ به P۵ و P۱ به P۶ منتقل شود. شکل ۱۰ نتایج مورد مرجع و همچنین بردارهای سرعت و خطوط فشار را در سطح مقطع P۱ در یک مرحله زمانی خاص ارائه می‌کند. جریان نوسان به وضوح در درگاه خروجی مشاهده می‌شود.
با این حال، جریان سیال محاسباتی رفتارهای پیچیده‌ای مانند گرداب‌های نوک دنده را نشان نمی‌دهد. یکی از معایب اصلی ISM این است که نتایج برای جریان‌های متلاطم در ناحیه نزدیک دیوار کافی نیست [16،24،25].
در طول شبیه سازی، سطوح جامد غوطه‌ور شده به صراحت توسط مش حل نمی‌شوند. علاوه بر این، یک تابع دیوار را نمی‌توان در مرز یک جامد غوطه‌ور اعمال کرد.

محاسبه سرعت خروجی پمپ دنده ای

تاثیر یاتاقان‌های پمپ دنده‌ای در ایجاد فشار

به این دلایل، کیفیت شبیه‌سازی ISM ممکن است پایین‌تر از تغییر شکل مش و روش مشبک‌سازی مجدد باشد که از استفاده از مرزهای دیوار برای جداسازی مستقیم سطوح جامد پشتیبانی می‌کند.
بنابراین، شبیه‌سازی عددی مبتنی بر ۵.۱. ۳. پیک کاویتاسیون و فشار در یک پمپ واقعی، شیارها (یا فرورفتگی‌ها) روی سطوح داخلی بلوک‌های بلبرینگ (یا بوشینگ‌های جانبی) طراحی می‌شوند. این شیارها برای جلوگیری از اثرات نامطلوب در طول فرآیند مش‌بندی طراحی شده‌اند.

پمپ دنده‌ای مورد استفاده در شبیه‌سازی‌های عددی ما شیارهای محیطی برای اتصال TSV‌ها و درگاه خروجی ندارد، اما بین طرف جانبی چرخ دنده‌ها و بلوک یاتاقان به ترتیب در درگاه ورودی و خروجی شکاف‌هایی وجود دارد.

سیال محبوس شده در ناحیه چرخ دنده توسط یک فرورفتگی ورودی و خروجی که در بلوک یاتاقان ماشین کاری می‌شوند، تخلیه می‌شود، همانطور که در شکل ۱ (b) نشان داده شده است. شکاف خروجی به افزایش سرعت جریان به دلیل بازیابی سیال به دام افتاده کمک می‌کند. در غیر این صورت، سیال به درگاه ورودی [14] منتقل می‌شود.

همچنین، فرورفتگی خروجی به میزان قابل توجهی نوسانات نرخ جریان و نوسانات فشار را کاهش می‌دهد. در حین مش‌بندی چرخ دنده، یک فضای بسته توسط سطوح دندانه در تماس چرخ دنده‌های محرک و محرک ایجاد می‌شود. دو حجم به دام افتاده را می‌توان بین چرخ دنده‌ها در یک مرحله زمانی خاص تشکیل داد شکل ۱۰ (الف) و (ب).

یکی از حجم‌های محبوس شده کاهش حجم را تجربه می‌کند و سیال محبوس فشرده می‌شود (که با ناحیه قرمز رنگ در خطوط فشار نشان داده می‌شود). در نتیجه، فرآیند مش‌بندی چرخ دنده یک پیک فشار موضعی ایجاد می‌کند و شفت چرخ دنده بار را در زمان بسیار کوتاهی تجربه می‌کند [4]. حجم دیگر به دام افتاده منبسط می‌شود و سیال به دام افتاده تبخیر می‌شود (که با ناحیه آبی رنگ در خطوط فشار نشان داده می‌شود).

محاسبه سرعت خروجی پمپ دنده ای

کاهش سرعت

این تغییر قابل توجه در حجم باعث ایجاد کاویتاسیون موضعی می‌شود. کاویتاسیون دلیل اصلی کاهش سرعت جریان است و می‌تواند به اجزای جامد پمپ مانند چرخ دنده‌ها و بدنه آسیب برساند.
برای مشاهده جزئیات این پدیده‌ها، سطوح مقطع از P۱ تا P۶ در داخل حوزه سیال مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. شکل ۱۱ نشان می‌دهد که موقعیت زاویه‌ای اولیه دندانه‌های چرخ دنده (u ¼ ۰) با موقعیت مش دنده لحظه‌ای برای نقطه تماس دوگانه بین دندانه‌های چرخ دنده مطابقت دارد. TSV‌ها در تمام موقعیت‌های زاویه‌ای احتمالی چرخ دنده‌های دوار در نظر گرفته شدند و در حجم‌های مختلف شکل گرفتند.

مقادیر فشارهای TSV از یک نقطه خاص در هر موقعیت زاویه‌ای دنده ۲ در طول یک دور کامل با استفاده از TSV مرجع به دست آمد [26]. این نقطه در مرکز TSV بین دندانه‌های چرخ دنده قرار دارد.
Vacca و Guidetti [4] گزارش کردند که فشار TSV اندازه گیری شده از دنده ۱ و دنده ۲ الگوی جریان یکسانی را نشان می‌دهد. نتایج یک مورد مرجع برای فشار شبیه‌سازی شده در داخل TSV‌ها و ریپل فشار تحویل به ترتیب در طول یک چرخش کامل در حالت پایدار نشان می‌دهد.
شکل ۱۲ وقوع کاویتاسیون موضعی را به دلیل افت شدید زاویه چرخش بین ۰ و ۳۰ نشان می‌دهد.
مقادیر منفی غیر واقعی فشار در داخل TSV به دلیل‌ عدم وجود مدل کاویتاسیون است. اثر کاویتاسیون خارج از حوصله این کار است. در مقابل، یک پیک فشار به دلیل افزایش شدید بین ۳۳۰ و ۳۶۰ رخ می‌دهد.
مقادیر پیک‌های مثبت و منفی بسیار بیشتر از مقادیر متوسط ​​فشار تحویل (Pd; avg) نشان داده شده در شکل ۱۳ (a) 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 *