پمپ‌ دنده‌ای در ماشین‌های جابه‌جایی مثبت سیال چه کاربردی دارند؟

0 دیدگاه
پمپ‌ دنده‌ای در ماشین‌های جابه‌جایی مثبت

پمپ‌ دنده‌ای در ماشین‌های جابه‌جایی مثبت سیال مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این زمینه، این مقاله مروری بر روش‌های مختلف مورد استفاده در سال‌های گذشته برای شبیه‌سازی نرخ جریان تولید شده توسط پهپادهای چرخشی، چرخ دنده‌های خارجی و هلالی ارائه می‌دهد.
در مورد مدل‌های پارامتر یکپارچه، روش‌های مختلف انتخاب حجم‌های کنترلی که پمپ در آن تقسیم شده است تجزیه و تحلیل شده و معادلات اصلی حاکم ارائه شده است.

اصول و کاربردهای مدل‌های توزیع شده از ۱D تا ۳D گزارش شده است. بخش خاصی به روش‌های ارزیابی مقادیر هندسی لازم اختصاص داده شده است: طراحی تحلیلی، عددی و مبتنی بر رایانه (CAD). مطالعات اخیر با در نظر گرفتن تأثیر نشت فعل و انفعالات بین سیال و قسمت‌های مکانیکی توضیح داده شده است. در نهایت مدل‌های شبیه‌سازی هوادهی سیال شرح داده شده است. این بررسی تلاش‌های فزاینده برای بهبود مدل‌های شبیه‌سازی مورد استفاده برای طراحی و بهینه‌سازی ماشین‌های دنده‌ای را به اثبات می‌رساند.

پمپ های دنده ای در ماشن های جابه جایی مثبت سیال

در پمپ‌های جابجایی مثبت، سرعت جریان توسط تغییرات چرخه‌ای تعدادی از محفظه‌های حجم متغیر ایجاد می‌شود و درگاه تحویل به طور ایده‌آل از سمت ورودی مهر و موم می‌شود.
در ماشین‌های دنده‌ای، محفظه‌ها از جفت شدن دو روتور تشکیل می‌شوند که یکی از آن‌ها توسط حرکت کننده اصلی از طریق یک شفت هدایت می‌شود. مزایای ماشین‌های دنده‌ای به دلیل تعداد کمی از قطعات و قابلیت اطمینان بالا، هزینه کم است. این نوع پمپ‌ها را می‌توان به عنوان چرخ دنده خارجی (که به آن چرخ دنده نیز می‌گویند) یا چرخ دنده داخلی طبقه‌بندی کرد.
اولی از دو روتور دندانه دار خارجی تشکیل شده است که معمولاً یکسان هستند، دومی از یک حلقه دندانه دار داخلی که توسط یک روتور دندانه دار خارجی رانده می‌شود، تشکیل شده است. در صورتی که تفاوت بین تعداد دندانه چرخ دنده‌ها یک باشد، و در غیر این صورت پمپ‌های هلالی، که با وجود یک عنصر مهر و موم ثابت، هلال مشخص می‌شود، می‌توان پمپ‌های دنده داخلی را به عنوان gerotor طبقه‌بندی کرد، زمینه‌های کاربردی بی‌شمار هستند. به طور کلی، ماشین‌های دنده‌ای به عنوان واحدهای جابجایی ثابت کم هزینه برای کاربردهای ساده، بیش از همه در هیدرولیک متحرک استفاده می‌شوند [1]. برخی از نمونه‌ها در سیستم‌های خودرو شامل پمپ‌های روان کننده برای موتورهای احتراق داخلی [2]، پمپ‌های سوخت [3]، واحدهای قدرت هیدرولیک برای اتوماتیک [4]، دو کلاچه [5] و گیربکس‌های چهار چرخ محرک [6]، پمپ‌ها برای واحدهای فرمان [7] و برای کاربردهای پس از تصفیه گازهای خروجی [8]. در زمینه هوانوردی از آن‌ها برای روانکاری گیربکس‌های هلیکوپتر [9] و موتورهای توربین گازی هواپیما [10،11] استفاده می‌شود. سایر کاربردها در ماشین‌های پزشکی [12،13] و حتی در دستگاه‌های پخش شربت قند [14] وجود دارد.
اخیراً، به دلیل کاهش هزینه موتورهای دور متغیر، پمپ دنده ای می‌تواند به عنوان واحدهای جریان متغیر الکتریکی استفاده شود [15،16]، همچنین با برخی راه حل‌های ابتکاری، مانند استفاده از چرخ دنده خارجی به عنوان روتور محرک [17].

پمپ های دنده ای در ماشن های جابه جایی مثبت سیال

تغییرات دبی و زمان‌بندی

لازم به ذکر است که نمونه‌هایی از زمانبندی متغیر [18،19] و حتی ماشین‌های جابجایی متغیر واقعی، هم دنده‌های خارجی و هم پمپ‌های چرخشی [20،21] تصور شده است. برای کاربردهای فشار پایین، چرخ دنده‌ها را می‌توان از جنس پلاستیک نیز ساخت [22،23]. علیرغم سادگی، ساخت مدل شبیه‌سازی یک پمپ دنده‌ای می‌تواند به دلیل پیچیدگی هندسه محفظه‌های حجم متغیر بسیار پیچیده باشد. یک مشکل دیگر به دلیل این واقعیت است که مقادیر هندسی کاملاً با نوع خاصی از مشخصات مورد استفاده برای چرخ دنده‌ها مرتبط است.
مدل شبیه‌سازی می‌تواند برای تجزیه و تحلیل جنبه‌های مختلف مانند تنش‌های تماس، سایش یا سر و صدا استفاده شود. تجزیه و تحلیل همه این ویژگی‌ها فراتر از آن چیزی است که در یک مقاله امکان‌پذیر است، بنابراین این مقاله فقط بر مدل‌سازی نرخ جریان واقعی تحویل داده شده که کارایی حجمی را تعیین می‌کند تمرکز می‌کند. علاوه بر این، شبیه‌سازی سرعت جریان لحظه‌ای پیش نیاز ارزیابی موج فشار و در نهایت نویز پمپ است. هدف از این بررسی ارائه و مقایسه روش‌های مختلف مدل‌سازی برای ارزیابی میزان جریان در پمپ‌های دنده‌ای است تا روش‌های به روز شده‌ای برای محققان درگیر در زمینه ماشین‌های جابجایی مثبت ارائه شود.
پس از شرح مختصری از سه نوع ماشین مورد تجزیه و تحلیل – گروتور، دنده داخلی (هلال) و دنده خارجی – روش‌های مختلف شبیه‌سازی، از ۰D تا ۳D، شرح داده شده است. به طور خاص، در مورد مدل‌های ۰D، دو موضوع اصلی مورد بحث قرار می‌گیرد: نحوه انتخاب حجم‌های کنترل و معادلات مورد استفاده برای ارزیابی فشار و سرعت جریان، نشت‌ها شامل می‌شوند. علاوه بر این، برای همه انواع مدل، محصولات اصلی شبیه‌سازی تجاری که معمولاً برای پیاده‌سازی استفاده می‌شوند نیز ارائه شده است. بخش مهمی از مقاله به تجزیه و تحلیل روش‌های مختلف برای محاسبه مقادیر هندسی اختصاص داده شده است که در اکثر موارد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

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 *