شبیه سازی cfd برای پمپ دنده‌ای

0 دیدگاه
شبیه سازی cfd برای پمپ دنده‌ای

این مقاله می‌خواهد اثرات سیالات سازگار با محیط زیست را بر عملکرد ترموسیال دینامیکی پمپ‌های دنده‌ای خارجی به منظور ارائه اولین پاسخ به تقاضاهای فوری اقتصاد سبز بررسی کند. یک رویکرد دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) مبتنی بر تکنیک مش overset برای شبیه‌سازی هندسه کامل سه بعدی یک پمپ صنعتی، شامل تمام نشت‌های مشخصه بین اجزاء توسعه داده شد. تجزیه و تحلیل حساسیت مدل عددی با توجه به خواص مختلف سیال بر روی یک روغن معدنی معمولی انجام شد که نقش کلیدی تراکم‌پذیری سیال را در پیش‌بینی بازده حجمی پمپ نشان می‌دهد.
علاوه بر این، تأثیر تغییرات داخلی دما بر روی چگالی و ویسکوزیته سیال گنجانده شد. روغن صنعتی و روغن زیتون سازگار با محیط زیست BIOHYDRAN TMP 46 بیشتر در این کار مورد توجه قرار گرفت و نتایج شبیه‌سازی‌ها برای سه پیکربندی سیال مقایسه شد.
کارایی حجمی کمی پایین‌تر برای کاربرد روغن زیتون در برابر دو شرایط دیگر به دست آمد، اما پیشرفت‌های پیشنهادی از نظر توزیع فشار و دما ایجاد شد. بنابراین، بر اساس نتایج به‌دست‌ آمده، این مقاله فعالیت‌های تحقیقاتی را در جهت استفاده از سیالات سازگار با محیط زیست در زمینه هیدرولیک تشویق می‌کند.

 

پمپ‌های دنده‌ای خارجی (EGP) به دلیل بازده حجمی بالاتر نسبت به سایر ماشین‌های جابجایی مثبت و همچنین به دلیل تمایل ذاتی آن‌ها به برخورد با طیف وسیعی از سیالات عامل، عمدتاً در کاربردهای هیدرولیک استفاده می‌شوند.
این ویژگی‌ها معمولاً EGP‌ها را برای چندین برنامه کاربردی مانند فرآیند روغن کاری در خودروها و انتقال قدرت کامیون‌های سنگین، جایی که روغن معدنی هنوز به طور معمول مورد استفاده قرار می‌گیرد و در چاپگرهای جوهر افشان مداوم صنعتی که از پمپ دنده‌ ای برای انتقال جریان جوهر استفاده می‌شود، بهترین انتخاب می‌کند. به سر چاپ علاوه بر این، امکان کار با مایعات با ویسکوزیته بالا منجر به استفاده گسترده از EGP‌ها در صنایع غذایی برای حمل و نقل، به عنوان مثال، چربی‌های گیاهی، شکلات و مارگارین شده است.

ساختار داخلی بسیار ساده EGP‌ها به همراه حداقل تعداد اجزای مکانیکی به آن‌ها فشردگی و کاهش وزن را نسبت به پمپ‌های دیگر می‌دهد و در نتیجه هزینه‌های ساخت کمتری را به همراه دارد. از سوی دیگر، محدودترین محدودیت EGP‌ها مشخصه جابجایی ثابت آن‌ها است که برای کاربردهایی که در آن نرخ جریان قابل تنظیم مورد نیاز است، مناسب نیست. اصل کار EGP‌ها بسیار ساده است زیرا مبتنی بر مش‌بندی دو چرخ دنده دوار است: چرخ دنده محرک و چرخ دنده محرک.
چرخ دنده حرکت خود را از طریق یک موتور خارجی از طریق اتصال شفت انجام می‌دهد و سرعت چرخش حاصله، تابعی از نسبت چرخ دنده، سپس با استفاده از جفت دندانه‌های مش به دنده محرک منتقل می‌شود.

انتقال سیال

بنابراین، در EGP، از حرکت دو چرخ دنده برای حرکت سیال  و مکش به سمت خروجی از طریق محفظه بین دو دندان مجاور و محفظه پمپ استفاده می‌شود. سیال با تمرکز روی یک محفظه جابجایی منفرد، در تمام انبساط حجمی که از جداسازی دو دندان جفت ایجاد می‌شود، مکیده می‌شود. متعاقبا، همانطور که قبلا توضیح داده شد، سیال در طول چرخش چرخ به جهت محیطی منتقل می‌شود تا زمانی که محفظه به درگاه فشار باز شود.

و سرعت جریان تحویل داده شده در نهایت با فشرده‌سازی حجم کنترل هنگام ورود به منطقه مشبک تولید می‌شود. در شکل ۱، مجموعه‌ای از فلش‌های آبی مسیر جریان تولید شده توسط چرخش چرخ دنده‌ها در یک EGP عمومی را برجسته می‌کند.

علیرغم نشان دادن راندمان حجمی بالا، EGP‌ها با چندین فاصله مشخص می‌شوند که در آن نشت ممکن است رخ دهد. به طور جزئی، تأثیرگذارترین شکاف‌ها بر روی تلفات جریان EGP، شکاف‌های بین نوک دندانه‌ها و محفظه پمپ، یعنی شکاف‌های شعاعی، و شکاف‌هایی که در طرف‌های جانبی چرخ‌دنده‌ها، یعنی شکاف‌های محوری هستند، هستند.

به طور خاص، شکاف‌های محوری امکان نشتی را در جهت محیطی، مستقیماً به طرف مکش پمپ و در جهت شعاعی، از طریق شکاف‌های باریک بین شافت‌های چرخ دنده و یاطاقان‌های مجاری آن‌ها، که نشان دهنده اتصالات تخلیه پمپ است، می‌دهد. در این شرایط، چندین EGP با بوش‌های کمی متحرک وجود دارد که امکان تغییر شکاف را بر اساس موازنه نیرو فراهم می‌کند تا نشت از طریق شکاف‌های محوری برای فشارهای عملیاتی بالا محدود شود. هدف پاراگراف‌های قبلی این است که خواننده را به طور مختصر با EGP‌ها آشنا کنید، که مورد مطالعه این مقاله است.

با این حال، توصیف دقیق‌تر دینامیک داخلی این واحدهای حجمی نیازمند مدل‌های تحلیلی کامل از جمله پارامترهای هندسی و عملکرد یک پمپ است. نویسندگان [1،2] تصویر بسیار جامعی از عملکرد EGP ارائه کردند.

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 *