شبیه سازی عددی پمپ دنده ای خارجی

0 دیدگاه
شبیه سازی عددی پمپ دنده ای خارجی

نوسان برای شبیه‌سازی عددی پمپ دنده‌ای خارجی تقریباً ۱.۷۴ میلیون عنصر با ۰.۴۵ میلیون گره در حوزه محاسباتی استفاده شد، همان‌طور که در شکل ۳ نشان داده شده است. ناحیه چرخ دنده‌ها، که قسمت جامد پمپ است، به دلیل ویژگی‌های ISM

یک آزمون همگرایی شبکه برای به دست آوردن عددی اندازه شبکه بهینه انجام شد که برای آن نتایج عددی با افزایش اندازه شبکه تحت تأثیر قرار نمی‌گیرد. شکل ۴ نتایج را نشان می‌دهد.

تست مش ۱.۷۴ میلیون شبکه به عنوان عدد بهینه برای شبیه‌سازی در نظر گرفته شد. متوسط ​​نرخ جریان (Qavg) در طول یک چرخش کامل در حالت پایدار برای مقایسه نتایج استفاده شد. متوسط ​​نرخ جریان تنها با افزایش ۲.۱. ۳ تعداد مش بهینه تنها حدود ۰.۱٪ افزایش یافت. معادلات حاکم با ISM معادله پیوستگی (معادل (۱) ) و معادله ناویر استوکس (معادل (۲) ) به عنوان معادلات حاکم در شبیه‌سازی عددی استفاده شد [16]. معادلات حاکم مورد استفاده برای مدل‌سازی سیال

شبیه سازی عددی پمپ دنده ای خارجی

شبکه محاسباتی برای شبیه سازی عددی

جریان در پمپ دنده ای به شرح زیر است:

راه حل همگرا فقط به مقدار منبع بستگی دارد. برای منابع غیرخطی، ممکن است یک ضریب خطی‌سازی برای بهبود همگرایی مشخص شود [20]. این با ضریب منبع تکانه مشخص می‌شود که برای اهداف پایداری باید منفی باشد.
ضریب منبع تکانه C به طور خودکار در داخل حل کننده با در نظر گرفتن سهم فرا رفت و انتشار از عناصر مش در ناحیه سیال که در داخل جامد غوطه‌ور قرار دارد محاسبه می‌شود و به عنوان میانگین سه ضریب مورب در معادله تکانه ارزیابی می‌شود. علاوه بر این، a عامل مقیاس‌پذیری منبع تکانه است که اندازه عبارت منبع را کنترل می‌کند. یک ضریب مقیاس منبع تکانه را می‌توان برای کنترل ضریب منبع محاسبه شده توسط حلگر اعمال کرد.

سرعت سیال به شدت با سرعت جامد غوطه‌ور شده مطابقت دارد. تنظیم مناسب ضریب مقیاس منبع تکانه تعادل بین دقت و استحکام است.

یک مقدار بالاتر منجر به راه حل دقیق‌تری می‌شود، اما قوی‌تر است و می‌تواند مشکلات همگرایی ایجاد کند. حضور یک جامد غوطه‌ور شده در میدان جریان از طریق یک تابع فشار b خاص مدل‌سازی می‌شود. اگر در نزدیکی مرز جامد غوطه‌ور از عملیات دیواره‌ای نزدیک استفاده نشود، تابع b برای گره‌های سیال خارج از حوزه جامد غوطه‌ور شده صفر و برای گره‌های سیال در داخل جامد غوطه‌ور شده یک تنظیم می‌شود.
اگر عملیات نزدیک به دیوار فعال شود، تابع b تنظیم می‌شود که به طور متوسط ​​​​حجمی در تابع داخلی قرار گیرد به طوری که مقادیر b و شرایط اجباری مربوطه در نزدیکی مرز غوطه‌ور غیر صفر باشند. میانگین حجم تابع درونی، میانگین تابع درونی است که با حجم گره وزن شده است.

شبیه سازی عددی پمپ دنده ای خارجی

ساختار دنده‌ها

حل‌کننده به طور خودکار موقعیت‌های مش جامد غوطه‌ور شده را در ابتدای هر مرحله زمانی به‌روزرسانی می‌کند، و سپس فهرستی از گره‌های سیال را که در داخل جامد غوطه‌ور شده قرار دارند، تنظیم می‌کند. حل‌کننده منابع جامد غوطه‌ور شده را به گره‌های سیال که در داخل جامد غوطه‌ور شده قرار می‌دهند اعمال می‌کند تا سرعت سیال را به سمت سرعت جامد غوطه‌ور سوق دهد.
برای جامدات غوطه‌ور شده متحرک یا موارد تلاطم با عدد رینولدز بالا، معمولاً نمی‌توان شبکه‌ای ظریف ایجاد کرد که لایه زیرین آرام را جدا کند. از این رو، توابع دیوار مقیاس‌پذیر برای عناصر سیال در نزدیکی مرز غوطه‌ور استفاده می‌شود [21]. اجرای توابع دیوار برای جامدات غوطه‌ور پیچیده‌تر از عملکرد دیوار در نزدیکی دیوارهای معمولی است زیرا فاصله دیوار غیریکنواخت برای عناصر در کنار مرز غوطه‌ور است.
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 روی صفر تنظیم می‌شوند، اما شکل مرز غوطه‌ور شده به درستی برای معادله مقیاس دیوار در نظر گرفته نشده است. برای گره‌های نزدیک به مرز غوطه‌ور، فاصله فیزیکی از مرز غوطه‌ور است. روش ردیابی 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 جامد غوطه‌ور را قادر می‌سازد تا مرزهای جامد غوطه‌ور 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]. ۲.۲. پارامترهای طراحی مورد استفاده در شبیه‌سازی Campo Sud [22] نشان می‌دهد که دلایل اصلی تلفات بازده حجمی نشتی، تراکم‌پذیری سیال و کاویتاسیون است و سه منبع نشتی وجود دارد: نشت شیار، نشت صفحه جانبی و نشت نوک دندان.

این نشتی‌ها 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 دنده ای خارجی انجام شده 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 *