مهم‌ترین عوامل موثر بر عملکرد پمپ دنده ای

0 دیدگاه
عوامل موثر بر عملکرد پمپ دنده ای

بسیاری از تجزیه و تحلیل‌های عددی با توجه به فاصله جانبی با یک تقریب 2 بعدی انجام شده است.
بنابراین، ما اثر فاصله جانبی بر سرعت جریان را با استفاده از یک مدل سه بعدی کامل ارزیابی کردیم زیرا جریان داخلی یک پمپ دنده‌ ای خارجی ذاتاً سه بعدی است.
در شکل 15، روند نرخ جریان بدون بعد به عنوان تابعی از فاصله جانبی بدون بعد برای سه مقدار مختلف اختلاف فشار (DP) نشان داده شده است.

فشار مکش دارای مقدار ثابت 6895 Pa (1 psi) است. در نتیجه، مقدار بیشتری از نرخ جریان بدون بعد در مقدار کمتر به دست آمد.

همانطور که انتظار می رود، فاصله جانبی بدون بعد برای اختلاف فشار کمتر. این بدان معنی است که مقدار اختلاف فشار با سرعت جریان بدون بعد نسبت معکوس دارد زیرا فاصله جانبی بدون بعد از 0.1 تا 5٪ متغیر است.

نشت جانبی بالاتر از ترخیص های جانبی در فشار تحویل بالاتر رخ داده است.
این به این دلیل است که جریان سیال در گذرگاه‌های باریک بین سطح جانبی چرخ دنده و سطح داخلی بلوک یاتاقان به شدت به اختلاف فشار بستگی دارد.

تحت اختلاف فشار 275789 Pa (40 psi)، 482،631 Pa (70 psi) و 689،473 Pa (100 psi)، سرعت جریان بدون بعد به ترتیب تقریباً 84٪، 76٪ و 69٪ کاهش یافت، زمانی که خلاصی جانبی بدون بعد از 0.1٪ تا 5٪ متغیر بود.
این نشان می دهد که دامنه تغییرات برای سرعت جریان بدون بعد با افزایش اختلاف فشار افزایش می‌یابد.

مهم ترین عوامل موثر بر عملکرد پمپ دنده ای

نرخ جریان شبیه سازی

روند نرخ جریان بدون بعد نشان داده شده است تابعی از فاصله جانبی بدون بعد برای سه مقدار سرعت چرخشی نشان داده شده در شکل 16.

تحت سرعت های چرخشی 6000، 8000 و 10000 دور در دقیقه، سرعت جریان بدون بعد به ترتیب تقریباً 39، 58، و 69 درصد کاهش یافت.

هنگامی که فاصله جانبی بدون بعد از 0.1٪ تا 5٪ متغیر بود.
در نتیجه، مقدار بالاتری از نرخ جریان بدون بعد در مقدار کمتر فاصله جانبی بدون بعد برای سرعت چرخش بالاتر به دست آمد. همانطور که بورقی و همکاران گزارش کرده‌اند. [3]، سرعت چرخش بالاتر نشتی دندان و نشت جانبی را کاهش می دهد. یک شبیه‌سازی عددی سه‌بعدی یک پمپ دنده‌ای خارجی به منظور بررسی اثرات پارامترهای طراحی هندسی بر نرخ جریان انجام شد.

مهم‌ترین عوامل موثر بر عملکرد پمپ دنده ای بر اساس نتایج CFD تعیین شد. ویژگی‌های الگوی میدان جریان نیز مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.

قبل از مطالعه پارامتری، آزمایش‌های تجربی در حالی که سرعت چرخش شفت پمپ از 6000 تا 12000 دور در دقیقه تغییر می‌کرد، انجام شد.
نرخ‌های جریان شبیه‌سازی‌شده با داده‌های تجربی اندازه‌گیری‌شده و نرخ جریان نظری محاسبه‌ شده به منظور اعتبارسنجی نتایج شبیه‌سازی مقایسه شد.
مقایسه بین پیش بینی عددی و داده های تجربی تفاوت نسبتا کمی را نشان داد.
پمپ دنده خارجی مورد استفاده در شبیه سازی عددی با سرعت چرخشی بسیار بالا 10000 دور در دقیقه کار می کرد. پیش بینی جریان سیال در پمپ بود.

مهم ترین عوامل موثر بر عملکرد پمپ دنده ای

ساختار چرخ دنده

به دلیل فرآیند چرخش و مش بندی چرخ دنده ها بسیار پیچیده است.
جریان سیال در پمپ یک پدیده گذرا است، بنابراین یک تکنیک جدید به نام ISM برای غلبه بر مشکلات محاسباتی ناشی از شبیه‌سازی‌های عددی پیچیده و دشوار استفاده شد.

اکثر مطالعات قبلی از شبیه‌سازی‌های عددی دوبعدی استفاده کرده‌اند، اما به دلیل ساده‌سازی‌های هندسی، نتایج دوبعدی رفتار جریان واقعی را به طور کامل منعکس نمی‌کنند و نرخ جریان را به طور دقیق پیش‌بینی می‌کنند.

بنابراین، ما شبیه سازی های سه بعدی را برای رسیدگی به تقاضاهای رو به رشد برای نتایج محاسباتی دقیق تر انجام دادیم. اثر ترخیص جانبی برای کارایی بسیار مهم است، بنابراین اثر آن مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.

یک تجزیه و تحلیل ناپایدار بر اساس نتایج CFD برای توصیف پدیده‌های جریان قابل توجهی مانند پیک فشار داخلی، کاویتاسیون موضعی و نوسان فشار تحویل انجام شد.

بردارهای سرعت و خطوط فشار روی سطوح مقطع به منظور تجزیه و تحلیل ویژگی‌های جریان داخلی شبیه‌سازی شدند و از نتایج CFD برای درک تأثیر تغییرات در ارتفاع فیزیکی پمپ استفاده شد که فقط در یک مدل سه‌بعدی کامل نشان داده می‌شود.

عملکرد پمپ با تغییر فاصله نوک دنده، فاصله جانبی و خروج از مرکز محوری چرخ دنده ها ارزیابی شد.

نتایج نشان می‌دهد که فاصله نوک دنده و فاصله جانبی پارامترهای هندسی غالب برای نرخ جریان بالاتر هستند و خروج از مرکز محوری تنها تأثیر کمی بر نرخ جریان دارد.

با این وجود، پمپ دنده ای خارج از مرکز کارایی بهتری نسبت به همتای متحدالمرکز خود دارد. نتایج شبیه‌سازی ما با مطالعات قبلی بر اساس شبیه‌سازی‌های دو بعدی مطابقت خوبی دارد.

تفاوت جزئی بین مقادیر واقعی نرخ جریان و مقادیر پیش بینی شده توسط شبیه سازی های کامپیوتری وجود دارد.
با این وجود، نتایج مطالعه حاضر به عنوان اولین تلاش برای شبیه‌سازی سه بعدی کامل یک پمپ دنده‌ای خارجی از جمله تأثیر شکاف جانبی معنادار 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 *