سهولت اجرا و سرعت شبیه‌ سازی پمپ دنده ای

این مدل ها بر اساس قوانین حالت پایدار برای توصیف محتوای پمپ دنده ای در سیال هستند. به طور خاص، آنها محتوای پمپ دنده ای را بر اساس فشار لحظه ای ارزیابی می کنند و از فرمول هایی استفاده می کنند که اساساً بر اساس قانون هنری است. در مطالعات دیگر، محتوای پمپ دنده ای در سیال ثابت فرض می شود، به عنوان پارامتر ورودی از پیش تعیین شده شبیه سازی یک نوع سیال غلیظ را در نظر میگیریم [8،9].

رویکردهای جریان دو فازی پویایی رشد و فروپاشی حباب ها را توصیف می کنند، اما اجرای آنها دشوارتر است.
به همین دلیل آنها هرگز با موفقیت در رویکردهای پارامترهای توده ای برای سیستم پمپ دنده ای پیاده سازی نشدند.
مدل‌های این دسته فازهای گاز و مایع را با معادلات حاکم مجزا (پیوستگی و تکانه)، با فرض یک رابط قابل مشاهده توصیف می‌کنند. مدل های سینگال و همکاران به این دسته تعلق دارند. [10] (همچنین به عنوان “مدل کاویتاسیون کامل” شناخته می شود)، زوارت و همکاران.

شبیه سازی

قبلاً در نرم افزارهای تجاری CFD مانند Fluent [13] پیاده سازی شده اند. در یک مطالعه اخیر، کامپو و همکاران. [14] از مدل زوارت [11] برای مطالعه اثرات کاویتاسیون بر روی پمپ دنده ای فشار پایین با استفاده از روش CFD استفاده کرد.

با این حال، برای اجازه دادن به یک شبیه‌سازی دو بعدی-CFD عملی، این کار جنبه‌های مختلفی را که بر عملکرد واحد تأثیر می‌گذارند (مانند ریزحرکات شعاعی چرخ‌دنده‌ها، نشتی‌های شعاعی و جانبی) را به‌گونه‌ای ساده کرد که برای فشار بالا غیر واقعی است.

ماشین های هیدرواستاتیک مدل کامل کاویتاسیون همچنین در یک نرم افزار تجاری خاص برای شبیه سازی 3D-CFD ماشین های جابجایی مثبت استفاده می شود [15].
همچنین در این مورد، جنبه‌های مهم مربوط به ریزحرکات قطعات داخلی و جریان‌های شکاف روان‌کاری داخلی بسیار ساده‌سازی شده‌اند تا امکان شبیه‌سازی واقعی واحد فراهم شود.

گروه تحقیقاتی نویسندگان به طور مداوم بر روی فرمول‌بندی مدل‌های جدید برای ویژگی‌های سیال مناسب برای رویکردهای پارامترهای توده‌ای برای شبیه‌سازی کل سیستم‌ها و اجزای هیدرولیک متمرکز بوده‌اند.
به طور خاص، در [16] مدلی که شامل معادلات حمل و نقل ساده شده برای هوای وارد شده و بخار نفت حاصل از “مدل کاویتاسیون کامل” [10] برای مورد حجم بسته ارائه شد.
این مدل در یک آزمایش فشرده سازی / انبساط ساده 0 تا 50 بار بر روی یک دستگاه پیستون سیلندر تأیید شد.

سهولت اجرا و سرعت شبیه‌سازی

مدل پیشنهادی که معادلات اصلی آن در بخش 3 خلاصه خواهد شد، با سهولت اجرا و سرعت شبیه‌سازی مشخص می‌شود و بنابراین برای پیاده‌سازی در مدل‌های ماشینی کامل مناسب است تا درک عمیقی در مورد پیامدهای ویژگی‌های دینامیکی به دست آورد.

فرآیندهای کاویتاسیون در ماشین های جابجایی مثبت برای اثبات این گفته اخیر، در این مطالعه مدل جدید برای اولین بار در محیط شبیه سازی AMESim برای شبیه سازی سیستم های قدرت سیال پیاده سازی شد.

همانطور که در بخش 3 توضیح داده خواهد شد، یک فرمول جدید از مدل سیال برای حجم های کنترل باز برای در نظر گرفتن محتوای گازی که می تواند بین حجم های مجاور مبادله شود ضروری است.
اجرای AMESim مدل پایه اجازه ادغام فرمول مدل جدید را در HYGESim (Hydraulic GEar machines Simulator) می دهد، نرم افزاری که توسط تیم تحقیقاتی نویسندگان به طور خاص برای ماشین های دنده خارجی توسعه یافته است [17]. ویژگی های اصلی HYGESim در بخش 2 ارائه شده است.

با در نظر گرفتن یک پمپ تجاری خاص به عنوان ماشین مرجع، این مدل سپس برای مطالعه اثرات ویژگی‌های دینامیکی کاویتاسیون گاز مورد استفاده قرار گرفت. پمپ مرجع یک پمپ دنده ای خارجی 11.2 سانتی متر مکعب تولید شده توسط کاساپا می باشد.