کارایی پمپ دنده‌ای تروکوئیدی چگونه است؟

0 دیدگاه
کارایی پمپ دنده‌ای تروكوئیدی

یک مطالعه عددی در یک پمپ دنده کوچک تروکروئید بر اساس یک استراتژی هوشمندانه برای انطباق مش پس زمینه با شکل پروفیل‌ها و یک شرایط مرزی جدید ارائه شده است. با استفاده از این استراتژی، یک مش پس زمینه نهایی بهتر سازگار با هندسه‌ها به دست می‌آید و علاوه بر این‌‎، هنگام جابجایی پروفیل‌های تروخود، سلول‌ها همگن تر و کمتر تحریف می‌شوند. شرط مرزی جدید برای شبیه سازی نقاط تماس چند مشبک در هر مرحله با استفاده از روش جداره چسبناک، یک کد موقت ساخت داخل اعمال می‌شود، که در یک حلگر OpenFOAM ادغام شده است که شامل عملکرد مش پویا نیز می‌باشد. با تغییر شکل شبکه به دنبال چرخش دنده تروکروئید. مطالعه عددی ارائه شده‌، مبنایی را ایجاد می‌کند که امکان شبیه سازی جنبه‌های واقع بینانه‌تر طراحی جدید پمپ دنده‌ای کوچک تروکروئیدی را فراهم آورد، در صورت رفع نیاز به یک حوزه مایع پیوسته، تولید مجدد تماس‌های واقعی بین روتورها و درک بهتر از طراحی جدید.

شبیه سازی دینامیک سیالات در پمپ دنده ای

کارایی پمپ دنده‌ای تروکوئیدی به این صورت است که پمپ دنده‌ای تروکوئیدی نوعی پمپ جابجایی دوار است که کیفیت‌هایی را به عنوان اجزای کم و نسبت کارایی / اندازه عالی ارائه می‌دهد که باعث می‌شود آن را به طور مکرر در کاربردهای قدرت سیال‌، از انرژی (پیل‌های سوخت) تا دوز (پزشکی) یا همچنین کنترل فرآیند صنعتی. علاوه بر این، چرخ دنده تروکوئیدال می‌تواند از مواد متنوعی تولید شود [1-2]، که با انواع مهم مایعات، پمپاژ دو طرفه و پاسخ سریع کار می‌کند. برای چند سال گذشته‌، چندین اثر مبتنی بر توسعه ترکیبی از روش‌های عددی برای هدایت طراح در مراحل اولیه فرآیند طراحی پمپ دنده‌ای تروکوئیدال ارائه شده است [3-5]. دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)، یکی از این روش‌های عددی، بر اساس مزایای خاص خود و کدهای منبع باز مانند OpenFOAM [6] به گسترده‌ترین و پرکاربردترین روش برای شبیه سازی دینامیک سیالات تبدیل شده است.

اخیراً، تلاش قابل توجهی برای بهینه سازی پیکربندی پمپ ژیروتور [7] و توسعه شبیه سازی‌های دقیق‌تر [8-10] انجام شده است، همانطور که توسط Altare [11] از طریق تجزیه و تحلیل گسترده‌ای از تأثیر ظرفیت مکش یک پمپ Gerotor از جمله ضخامت و قطر چرخ دنده‌ها‌، موقعیت لوله ورودی نسبت به روتورها و شکل صفحه درگاه است. با این وجود‌، روش‌های فعلی تجزیه و تحلیل، طراحی و توسعه اجزای متداول به دلیل فاکتور مقیاس هندسه، پویایی حرکتی و مایع نمی‌توانند مستقیماً روی components مولفه‌های کوچک اعمال شوند. در مقیاس‌های کوچک‌، دانش فعلی‌، معیارهای طراحی و دانش فنی که در اندازه‌های معمولی استفاده می‌شود، زیر سوال می‌رود، زیرا این مورد توسط مجوزهای محوری و شعاعی در نمونه اولیه پمپ ژیروتور مینیاتور در آثار Mancò به نمایش گذاشته شده است [12]. مهم‌ترین جنبه مهم در رابطه با CFD در پمپ دنده کوچک تروکروئید تغییر شکل شبکه به دنبال چرخش چرخ دنده‌های جامد است. در اینجا، یک تعامل پیچیده بین مش و سطح مشخصات دنده باید کیفیت متوسطی از مش را حفظ کند.
شبیه سازی دینامیک سیالات در پمپ دنده ای

انتقال از طریق نقاط تماس

تاکنون حل کنندگان تجاری ماژول مش پویا را ارائه می‌دهند. با این حال، و تا آنجا که نویسندگان می‌دانند، OpenFOAM قادر به بازسازی محلی مش نیست. یکی دیگر از جنبه‌های پیچیده در پمپ دنده مینیاتوری انتقال بین دنده داخلی و خارجی از طریق نقاط تماس است. از آنجا که نقاط تماس زیادی وجود دارد، در هر لحظه، تأثیر آن‌ها در جریان داخل پمپ از اهمیت زیادی برخوردار می‌شود. بنابراین در این کار، یک شرایط مرزی جدید برای شبیه سازی نقاط تماس چند مشبک در هر مرحله با استفاده از روش دیواره چسبناک اعمال می‌شود.
با استفاده از یک مدل ویسکوزیته مبتنی بر مجاورت دیوار، یک نویسنده کد اختصاصی ساخت داخل برای مشخصات پیچیده تماس چرخ دنده مینی تروکروئید توسط نویسندگان حاضر ایجاد شده است [9]. الگوریتم کد در یک حل کننده OpenFOAM پیاده سازی و یکپارچه شده است که شامل عملکرد مش پویا با تغییر شکل شبکه پس از چرخش چرخ دنده تروکیوئید است. به طور خلاصه، هدف از کار حاضر کمک به درک دستکاری مش در داخل یک طراحی جدید از یک مینی پمپ دنده‌ای تروشوئیدی است. در مطالعه حاضر، از آنجا که در وضعیت فعلی تحقیق، تمرکز بر روی تولید مش و رویکرد نقطه تماس است، موارد ساکن با و بدون نقاط تماس در یک خوشه LINUX با یک حل کننده توسعه یافته با جعبه ابزار OpenFOAM انجام می‌شود.
شبیه سازی دینامیک سیالات در پمپ دنده ای

نمونه اولیه پمپ MINI TROCHOIDAL-GEAR

اساساً، یک پمپ دنده‌ ای تروکروئیدی از یک جفت چرخ دنده تشکیل شده است: یک روتور داخلی با دندانه‌های خارجی به نام دنده داخلی – خارجی و یک حلقه بیرونی با دندانه‌های داخلی به نام چرخ دنده داخلی – بیرونی (شکل 1 را ببینید). این دو دنده جفت می‌شوند به طوری که هر دنده از چرخ دنده داخلی همیشه در تماس کشویی با یک دنده از چرخ دنده خارجی است، به عنوان مثال تماس دندان اتفاق می‌افتد این نقاط به عنوان نقاط تماس شناخته
می‌شوند. هر دو دنده به دلیل رابطه بین دندانه‌ها در یک جهت اما با سرعت‌های مختلف می‌چرخند، زیرا دنده داخلی کمی سریع‌تر از دنده خارجی است به این دلیل که دنده خارجی یک دندانه بیشتر از دنده داخلی دارد.
فرآیند پمپاژ هنگامی انجام می‌شود که حرکت چرخشی از چرخ دنده داخلی به چرخ دنده خارجی منتقل شده و گردش حجم در حال افزایش از ورودی به درگاه خروجی پمپ را ایجاد می‌کند. هر حجم یک جیب مایع مهر و موم شده بین دو نقطه تماس متوالی است. در این کار، طراحی جدیدی از پمپ دنده‌ای کوچک تروکروئید ارائه 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 *