ارزیابی کارایی پمپ هیدرولیک با اندازه‌گیری دما

0 دیدگاه
کارایی پمپ هیدرولیک

پمپ دنده ای از رایج‌ترین انواع پمپ‌های جابجایی مثبت است. این پمپ‌ها با داشتن مزایایی مانند اندازه کوچک، خروجی پیوسته و یکنواخت و عملکرد بالا، عمدتا برای حمل و نقل مواد فشار قوی و اندازه گیری دما استفاده می‌شوند.
اما مهم‌ترین ضعف این پمپ‌ها نشت شدید شعاعی در فشارهای بالا است. بنابراین، مطالعه انواع نشت و روش‌های حذف آن‌ها به منظور کاهش عملکرد از دست رفته مهم است. در این مطالعه‌، کارایی پمپ هیدرولیک به صورت عددی، تحلیلی و تجربی مورد مطالعه قرار گرفته است. با استفاده از یک نرم افزار تجاری، نشت پمپ، کارآیی حجمی و مصرف برق با توجه به مدل کاویتاسیون به صورت عددی مورد مطالعه قرار می‌گیرد.

نتایج عددی با داده‌های تجربی و تحلیلی توافق خوبی دارد. مجموعه جدیدی از شکاف‌های رفع فشار بر روی دنده‌های چرخ دنده معرفی شده است که ضعف روش‌های قبلی را برطرف می‌کند. نتایج نشان می‌دهد که در طول فرآیند مش‌بندی چرخ دنده‌ها بدون افزایش نشت شعاعی، ضربان‌های فشار قوی و حفره فاجعه بار را حذف کرده است. در نتیجه، عملکرد کلی پمپ با خروجی صاف‌تر افزایش می‌یابد. همچنین، تأثیر شعاع دندانه چرخ دنده/ طول نوک دندان بر عملکرد پمپ دنده داخلی در فشارهای مختلف کاری در یک مطالعه موردی مورد بررسی قرار گرفته است. این تحقیق می‌تواند یک ابزار ضروری و ساده برای طراحی پمپ دنده‌ای با کارایی بالا باشد.
روش جدید ارزیابی کارایی پمپ هیدرولیک با اندازه گیری دما

آب بند پمپ

نشت قابل ملاحظه در فشارهای بالا ضعف عمده پمپ‌های دنده است. بیشتر نشتی در نوک چرخ دنده‌ها و در ناحیه مشبک چرخ دنده‌ها صورت می‌گیرد، به طوری که اگر اختلاف فشار بیش از حد مشخصی باشد که به معنای تهوع کاملاً معکوس است، مقدار نشت ممکن است بر مایع پمپ شده غلبه کند. بنابراین، افزایش هندسه پمپ برای کاهش نشت و انرژی از دست رفته ضروری است [1].

منرینگ و کاساراگادا [2] تأثیر تعداد دندانه چرخ دنده‌ها را بر روی موج کمان و فشار بررسی کرده‌اند. دینامیک فواید محاسباتی بهترین ابزار برای تجزیه و تحلیل عملکرد پمپ دنده است [3]. این امر عمدتا با استفاده از فرمول خود سرانه لاگرانژی Eulerian (ALE) با گسسته سازی حجم محدود یا روش مش پویا انجام می‌شود. هایسلر و همکاران [4] در مطالعه‌، یک پمپ دنده خارجی با یک شبکه سه بعدی با استفاده از کد تجاری Pumplinx شبیه سازی شده است. یک مسیر ثانویه برای از بین بردن فوائید در منطقه مش‌بندی در مرکز پمپ معرفی شده است.

در مطالعه کومار [5]، یک پمپ دنده ساده به صورت عددی برای فاصله‌های مختلف شعاعی مورد بررسی قرار گرفته است. تاثیر اندازه شکاف بر نشت شعاعی پمپ مورد مطالعه قرار گرفته است. کاستیا و همکاران [6] یک پمپ دنده را با تغییر دوره ای شبکه عددی با استفاده از حل کننده تجاری Fluent شبیه سازی کرده‌اند. در مطالعه آن‌ها، پس از تعداد مشخصی از مراحل زمانی، یک شبکه جدید با قدیمی‌تر جایگزین می‌شود تا کیفیت شبکه در روش حل افزایش یابد. دل کامپو و همکاران [7]، شبیه سازی یک پمپ دنده خارجی با استفاده از فرمول ALE انجام می‌شود.

برای انجام شبیه سازی واقع بینانه با نقاط تماس‌، از روشی به نام سلول دیواره چسبناک برای افزایش ویسکوزیته مایع در شکاف‌ها استفاده می‌شود تا یک دیوار مجازی برای جلوگیری از نشت مایع، به ویژه در نقطه تماس بین چرخ دنده‌ها ایجاد شود.

در این مورد‌، لازم نیست که مجوزهای دقیق را در نظر بگیریم. این می‌تواند زمان محلول را به دلیل استفاده از یک شبکه درشت‌تر در فاصله‌ها کاهش دهد. اما ایجاد کد UDF پیچیده برای دستکاری ویسکوزیته سلول‌های نزدیک به آن مشکل دارد.
روش جدید ارزیابی کارایی پمپ هیدرولیک با اندازه گیری دما

شبیه سازی

یک شبیه سازی سه بعدی با هزینه بالا از یک پمپ دنده‌ای با استفاده از روش سلول دیواره چسبناک انجام می‌شود که در آن الگوی تغذیه در ورودی مورد مطالعه قرار گرفته است. در مطالعه، تأثیر تلاطم و کاویتاسیون بر روی یک پمپ دنده خارجی دوقلو با استفاده از کد باز فوم مورد مطالعه قرار می‌گیرد.
بنابراین، یک مدل دو فاز استفاده می‌شود. همچنین‌، تأثیر اندازه شکاف بر عملکرد کلی مورد مطالعه قرار می‌گیرد. در مطالعه Frosina و همکاران. [10]، یک پمپ دنده خارجی با استفاده از شبکه سه بعدی شبیه سازی شده است.

مدل کاویتاسیون با استفاده از Singhal و همکاران اجرا شده است. فرمول “مدل کامل کاویتاسیون” تغییرات فاز، دینامیک حباب، نوسانات فشار آشفته و گازهای غیر قابل تراکم را برای گوسفندان با حمل و نقل گونه‌های چند فاز محاسبه می‌کند.
بورقی و همکاران [11] عملکرد پمپ دنده‌ای با موقعیت کج بلوک‌های یاتاقان را با استفاده از یک مدل پارامتر تجزیه‌ای تجزیه و تحلیل کرده‌اند. واکا و همکاران [12] در مطالعه‌، یک پمپ دنده خارجی با استفاده از یک روش پارامتری جدید به نام HYGESim برای بررسی عملکرد پمپ و سایش روی پوشش پمپ و بین چرخ دنده‌ها مورد بررسی قرار گرفته است.

در مطالعه دیگری توسط ژو و همکاران. [13]، یک پمپ دنده خارجی با استفاده از روش پارامترهای جمع شده (HYGESim) برای مطالعه عملکرد آن در شرایط حفره‌ای مورد بررسی قرار می‌گیرد.
در مطالعه حاضر‌، یک پمپ دنده خارجی ساده به صورت تجربی‌، تحلیلی و عددی با مدل کاویتاسیون مورد مطالعه قرار گرفته است. دو روش برای افزایش عملکرد کلی پمپ پیشنهاد شده است. اولین مورد مجموعه جدیدی از شکاف‌های رفع فشار است که ضعف دکمه قبلی را برطرف می‌کند.

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 *