طراحی سیستم چرخ دنده پمپ دنده ای چه اصولی دارد؟

0 دیدگاه
طراحی سیستم چرخ دنده پمپ دنده ای

یک رویکرد مشابه، اما با اشاره به طراحی سیستم چرخ دنده پمپ دنده‌ای در مقاله ارائه شده است [7]. هدف از این مقاله ارائه تجزیه و تحلیل مقاومت یک سیستم دنده POM مورد استفاده در پمپ ژروتور و همچنین تعیین قوانین طراحی از نظر مقاومت است.

در نتیجه تجزیه و تحلیل جریان پمپ دنده‌ای ژروتور مشخص شده است. همانطور که در بالا ذکر شد، نویسندگان در تحقیقات خود اشاره می‌کنند که در ساخت پمپ‌های این نوع، هم چرخ دنده‌ها [3-5،7] و هم بدنه‌ها [6] می‌توانند از پلاستیک ساخته شوند.
علاوه بر این، آن‌ها نشان می‌دهند که بهینه‌سازی شکل چرخ دنده‌ها و بدنه پمپ‌ها باعث بهبود ویژگی‌ها و پارامترهای عملکرد آن ماشین‌ها می‌شود. جهت دوم تحقیق حاضر در ادبیات، انواع شبیه‌سازی‌های کار پمپ‌ها است که با استفاده از نرم‌افزار تخصصی، که اغلب توسط نویسندگان مطالعات شبیه‌سازی توسعه یافته است، انجام می‌شود.
به طور معمول، نرم‌افزار مبتنی بر مدل‌های ریاضی کم و بیش پیچیده پدیده‌ها و فرآیندهایی است که در داخل پمپ‌های مورد مطالعه انجام می‌شود.

اصول طراحی سیستم چرخ دنده پمپ دنده ای

چنین نرم‌افزاری معمولاً با نوع و ویژگی‌های هندسی واحدهای مورد نظر ارتباط نزدیکی دارد که امکان بهینه‌سازی الگوریتم‌های محاسباتی و شتاب قابل توجه محاسبات را فراهم می‌کند.

البته لازم به ذکر است که چنین تخصصی باعث می‌شود چنین نرم افزاری جهانی نباشد. یکی از نمونه‌های این نوع تحقیقات، کار [8] است، که در آن نویسندگان از نرم‌افزار HYGESim برای شبیه‌سازی عملکرد پمپ تعیین‌شده توسط شرایطی استفاده می‌کنند که در آن پدیده کاویتاسیون ممکن است رخ دهد.

یافته‌های تحقیق که همگرایی بسیار خوبی با نتایج تحقیقات تجربی نشان می‌دهد، نشان می‌دهد که این رویکرد مناسب است و می‌توان از چنین نرم افزارهای تخصصی برای پیش بینی عملکرد نظری پمپ‌ها استفاده کرد.

نمونه دیگری از این روند، آثار [9-11] است که در آن نویسندگان با استفاده از یک مدل ریاضی و نرم‌افزار اصلی مبتنی بر آن، سعی در تعیین ویژگی‌های تغییر فشار در محفظه جابجایی پمپ ژروتور دارند.
در مقاله [9] نویسندگان فرآیند ایجاد یک مدل ریاضی از فرآیندهای جریان در یک پمپ ژروتور را مورد بحث قرار می‌دهند. همگرایی کیفی خوب شبیه‌سازی و نتایج تحقیقات تجربی، که مدل نظری را درست نشان می‌دهد، هندسه سیستم کانال‌های داخلی را بهینه می‌کند.

یک مدل شبیه‌سازی بهبود یافته، ارائه شده توسط همان نویسندگان در [10]، برای مطالعه تاثیر برخی پارامترهای هندسی و عملیاتی بر تغییر فشار در محفظه جابجایی پمپ ژروتور استفاده می‌شود.
سپس مدل شبیه‌سازی، تأیید شده توسط تحقیقات تجربی، برای بهینه‌سازی موقعیت زاویه‌ای کانال‌های کلیه ساخته شده در بدنه پشتی استفاده می‌شود.

و در نهایت، در مقاله [11]، نویسندگان از همان مدل شبیه‌سازی برای انجام یک بهینه‌سازی دو مرحله‌ای هندسه پل پایین و بالایی استفاده می‌کنند. در نتیجه بهینه‌سازی، نویسندگان موفق به کاهش قابل توجهی از وقوع پیک‌ها و افت‌های فشار نامطلوب که معمولاً در ناحیه پل‌ها اتفاق می‌افتند، شدند.
جهت سوم تحقیق در کارهایی است که در آن روش CFD برای تجزیه و تحلیل فرآیندهای جریان رخ داده در داخل پمپ‌ها در حین کار آن‌ها استفاده می‌شود.

اصول طراحی سیستم چرخ دنده پمپ دنده ای

یکی از نمونه‌های جالب‌تر از این نوع تحقیقات در کار [12] توضیح داده شده است، که در آن نویسندگان تلاش کردند تا جریان آشفته در محفظه ورودی (مکش) یک پمپ دنده‌ ای استیل خارجی را شبیه‌سازی کنند.

یکی از پیامدهای عملی طراحی پمپ دنده‌ای این است که وجود یک فاصله در نقطه تماس باعث از دست دادن حجمی می‌شود. به گفته محققان، تلفات ناشی از چنین وضعیتی بسیار زیاد است و در فشار تحویل ۱۰ بار به ۲۰ درصد می‌رسد.

یک مطالعه مشابه CFD توسط گروهی از محققین از موسسه فناوری هند انجام شد که بر نشتی در فاصله شعاعی که در ناحیه نقطه تماس پمپ دنده داخلی پیچ‌خورده و در پمپ چرخاننده رخ می‌دهد، تمرکز کردند [13].
در آن صورت، دبی محاسبه‌شده و افت فشار با نتایج به‌ دست‌ آمده از آزمایش مطابقت دارد، که نشان‌دهنده سودمندی عملی مطالعات CFD برای تخمین مقادیر نشت رخ‌داده در آن منطقه است.

مطالعات بیشتر از این نوع در کار [14] ارائه شده است که در آن نویسندگان، با استفاده از سیستم ANSYS FLUENT، تأثیر سرعت چرخشی و فشار تخلیه را بر فرآیندهای جریانی که در داخل پمپ رخ می‌دهند، بررسی کرده‌اند.
همانطور که پیش‌بینی می‌شد، نتایج مطالعه تأثیر بالای پارامترهای مورد بررسی را بر ویژگی‌های فرآیندهای جریان، و به‌ ویژه، بر شدت پدیده‌های کاویتاسیون تأیید کرد.
چهارمین و آخرین نوع تحقیقی که در حال حاضر در مورد ساختار پمپ دنده‌‌ای انجام شده است، تحقیق تجسمی است.
بر خلاف مطالعات ذکر شده قبلی، که صرفاً تجربی است و به سخت‌افزار تخصصی و نرم‌افزار اختصاصی نیاز دارد. نمونه‌ای از این گونه تحقیقات، کار [15] است که در آن پژوهشگران از آن استفاده می‌کنند.

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 *