تغییر در سیستم چرخ دنده‌های پمپ دنده ای چگونه است؟

شکل 2 پمپ دنده ای خارجی آزمایشی را نشان می دهد. شکل 2a نشان می دهد که بدنه پمپ از سه قسمت جلو (1)، وسط (2) و پشت (3) تشکیل شده است.
قطعات بدنه توسط پین (8) و پیچ (7) به هم متصل می شوند. در بدنه مجموعه ای از دو چرخ دنده با شفت وجود دارد: دنده فعال (4) و دنده غیرفعال (5).
شفت چرخ دنده ها در یاتاقان های لغزنده هیدرواستاتیک (6) می چرخند. محور محرک پمپ با یک حلقه Simmer (9) آب بندی می شود، در حالی که بدنه ها با حلقه های O (10) آب بندی می شوند.
ما دراین نوشته تغییر در سیستم چرخ دنده‌های پمپ دنده ای را بررسی خواهیم کرد.

جزئیات A، B و C نشان داده شده در شکل 2a، فاصله های طراحی فرضی را نشان می دهد. بر اساس طراحی، شکاف یاتاقان ساده هیدرواستاتیک (جزئیات A)، مقدار 0.02 میلی متر داشت.
برای شکاف های محوری و شعاعی تشکیل شده بین سطوح همکار بدنه ها و چرخ دنده ها (جزئیات A و B)، فاصله طراحی شده 0.05 میلی متر بود. در مورد شکاف بین دندانه ای، که بین سطوح جانبی دندانه های دنده همکار رخ می دهد (جزئیات C)، فاصله فرضی مقدار معمولی 0.04 میلی متر داشت.
تمام سطوح همکار و همچنین سطوح دهانه ورودی و خروجی تحت یک عملیات تکمیلی قرار گرفتند.

چنین فرآیندهای جریانی امکان شناسایی مهم ترین جریان های جریان های داخلی را که در یک پمپ دنده ای خارجی اتفاق می افتد را می دهد. نمودارهای این جریان ها در شکل 3b نشان داده شده است

تحقیقات تجربی

تحقیقات تجربی در شرایط عملیاتی استاندارد و غیراستاندارد انجام شد. به عنوان شرایط استاندارد، مقادیر پارامتر زیر در نظر گرفته شد:

– سرعت چرخش پمپ n = 500 10 دور در دقیقه،

– فشار ورودی پمپ pI = 0 0.05 بار،

– فشار خروجی پمپ pO = 10 0.1 بار،

– دمای سیال کار T = 30 2 8C.

برای تحقیق در شرایط غیر استاندارد، مقادیر زیر از پارامترهای عملیاتی در نظر گرفته شد

– سرعت چرخش پمپ n = 1000 10 دور در دقیقه،

– فشار ورودی پمپ pI = 0.5 0.05 بار،

– فشار خروجی پمپ pO = 30 0.1 بار،

– دمای سیال کار T = 50 2 8C.

4.1. شکل و شدت پدیده کاویتاسیون در جریان های ذکر شده در بالا که در داخل پمپ دنده خارجی رخ می دهند، سه شکل مشخصه از پدیده کاویتاسیون را می توان تشخیص داد که در شکل 4a-c ارائه شده است. آنها عبارتند از:

(1) حباب‌های کاویتاسیون (B)، نشان‌داده‌شده در شکل 4a – که به‌صورت جداگانه یا در خوشه‌های بزرگ‌تر رخ می‌دهند، حباب‌های هوا یا بخار سیال کاری با اندازه‌های مختلف هستند که در محیط کار حل شده‌اند.

آنها به طور طبیعی در تمام مناطق مشخصه پمپ، (2) حجاب کاویتاسیون (Ve)، که در شکل 4b نشان داده شده است – یک حباب دراز، از هوا یا بخار سیال کاری با یک شکل خاص رخ می دهد. در نتیجه جدا شدن جریانی از مایع که به سرعت روی نقطه دندان جریان دارد، ایجاد می شود.
فقط در CRI محفظه ورودی مشاهده می شود، جایی که فشار زیر یا نزدیک به فشار اتمسفر است، (3) جت کاویتاسیون (J)، نشان داده شده در شکل 4c – یک حباب کشیده، از هوا یا بخار سیال کاری با یک شکل خاص.
در نتیجه تزریق سیال با فشار بالا به ناحیه کم فشار ایجاد می شود. فقط در محفظه خروجی BO مشاهده می شود.

دلیل نشتی پمپ

اشکال مورد بحث پدیده کاویتاسیون در پمپ به طور مستقل از یکدیگر رخ می دهد، بنابراین نمی توان به وضوح گفت که برای مثال، یک حجاب (Ve)، نتیجه وقوع زودتر حباب های کاویتاسیون (B) است.

برعکس، زمانی که حجاب (Ve) و کاویتاسیون (J) کاملاً قابل رویت باشند و حباب‌های کاویتاسیون (B) اصلاً دیده نشوند، بسیار محتمل است.
تحقیق ارائه شده یک تحقیق بنیادی است، به این معنی که اجازه نمی دهد شرایطی را که باید برای شکل های فردی از پدیده های کاویتاسیون برآورده شود، مشخص کند.
با این حال، می توان اشاره کرد که هر یک از آن اشکال کاویتاسیون ممکن است با شدت های متفاوتی رخ دهد.

در موارد شدید، زمانی که شدت آن پدیده ها بسیار زیاد است، شکل های افراطی به خود می گیرند. در مورد کاهش قابل توجه فشار ورودی، تقریباً مطمئن است که حباب های کاویتاسیون (B) به فوم (F) تبدیل می شوند، همانطور که در شکل 4d نشان داده شده است.
از سوی دیگر، اگر سرعت چرخش پمپ افزایش یابد، یک پرده (Ve) به یک گرداب کاویتاسیون (Vx) تبدیل می شود، همانطور که در شکل 4e نشان داده شده است.

کاهش فشار ورودی و همچنین افزایش دور پمپ بر ظاهر جت (J) نیز تأثیر می گذارد.
شکل جت به شدت تغییر نمی کند و شکل مشخصه خود را حفظ می کند، با این حال، کاهش فشار در محفظه ای که مایع به آن تزریق می شود، تبدیل حباب ها (B) به فوم کاویتاسیون (F) را تسهیل می کند.

در نهایت فوم همراه (F) باعث می شود که جت (J) کمتر شفاف به نظر برسد و شبیه یک ستون (P) باشد، همانطور که در شکل 4f نشان داده شده است. 4.2. فرآیندهای جریان در کانال و محفظه ورودی شکل 5 جریان واقعی سیال عامل را از طریق کانال ورودی – واحد محفظه ورودی (CLI CRI) نشان می دهد.
جریان سیال کار برای پارامترهای استاندارد در شکل 5a نشان داده شده است.
در این شکل، جریان جهانی (1)، که از کانال ورودی (CLI) شروع می شود، به جریان های جزئی آرام (1.1) تقسیم می شود، همانطور که با جابجایی حباب های گاز (B) موجود در محیط کار نشان داده می شود.
متعاقباً، سیال کار با تشکیل جریان‌های (1.2) در محفظه ورودی (CRI)، وارد حرکت چرخشی اتاق‌های جابجایی (T) می‌شود.