مقایسه بین نتایج عددی و تجربی پمپ دنده ای استیل

پمپ‌های دنده‌ای از قدیمی‌ترین و پرکاربردترین پمپ‌ها در صنعت می‌باشند که منبع نیرو در کاربردهای هیدرولیک هستند که امکان عملکرد خوب و هزینه‌های تولید پایین را فراهم می‌کنند.
مقاله حاضر شرح مقایسه بین نتایج عددی و تجربی پمپ دنده‌ای استیل را گزارش می‌کند.
این مدل با استفاده از نرم‌افزار AMESim (R)، با معرفی مدل‌های جدید C++ داخلی، با هدف اصلی پیش‌بینی دقیق موج فشار در پورت تحویل و محاسبه دوره زمانی نرخ جریان از طریق پمپ، پیاده‌سازی شده است. در واقع کاهش ضربان‌های جریان یکی از اهداف مهم در توسعه این ماشین‌ها است.
مدل دینامیک سیال پمپ دنده ای بر اساس یک چارچوب حجم محدود است هر محفظه ویژگی‌های سیال یکنواخت را ارائه می‌دهد و با روزنه‌های متغیر به محفظه‌های مجاور متصل می‌شود.
پمپ با برهمکنش بین یک مدل دینامیکی uid، که فشارهای لحظه‌ای و نرخ جریان بین محفظه‌ها را پیش بینی می‌کند، با یک مدل فرعی هندسی برای ارزیابی مقادیر واقعی حجم‌های متغیر (تعریف شده توسط دندانه‌ها، محفظه، و صفحات سایش جانبی) و نواحی گلو، به عنوان تابعی از موقعیت زاویه‌ای شفت.

مدل دینامیکی سیال

این مقاله یک توصیف عمیق از مدل دینامیکی سیال و مقایسه بین نتایج عددی آن و داده‌های موجود از آزمایش‌ها را گزارش می‌دهد، که نشان می‌دهد چگونه ارزیابی صحیح جریان در هنگام انبساط (و روغن از مخزن تامین) یا کاهش می‌یابد (و روغن به درگاه خروجی پرتاب می‌شود) امکان پیش بینی خوبی از ویژگی‌های پمپ را فراهم می‌کند.
نتایج گزارش شده در مقاله نشان می‌دهد که چگونه این مدل می‌تواند ابزار قدرتمندی برای طراحی پمپ دنده‌ای خارجی باشد. g. به راحتی امکان پیش‌بینی حداکثر و حداقل فشار وارد شده در فضای دندان‌ها را فراهم می‌کند و اطلاعات مهمی را برای جلوگیری از پوسیدگی و آسیب‌ها و همچنین کاهش صدای پمپ ارائه می‌دهد.
علاوه بر این، محیط شبیه‌سازی به راحتی امکان ارزیابی رفتار پمپ را در زمانی که در یک سیستم هیدرولیک معین کار می‌کند، می‌دهد.
پمپ‌های جابجایی ثابت، علی‌رغم بسیاری از پژوهش‌های موجود در جهت تکامل و کاهش هزینه ماشین‌های جابجایی متغیر، پرمصرف‌ترین منابع انرژی در کاربردهای هیدرولیک هستند.
در این منظر پمپ‌های دنده خارجی هنوز نقش بازیگر اصلی را دارند.
این ماشین‌ها سادگی ساخت را با هم ترکیب می‌کنند که منجر به کاهش هزینه‌ها و راندمان خوب می‌شود، به علاوه منطقه کاربرد آن‌ها بسیار وسیع است [1،2] فاصله‌ای از فشار کم (مانند پمپ‌های شارژ یا روان‌کننده) تا فشار متوسط-بالا. برنامه‌های کاربردی، از جمله مدارهای حلقه باز و حلقه بسته.

با وجود اینکه ساخت دنده‌های پمپ دنده‌‌ای نسبتاً ساده است، عملکرد آن‌ها شامل بسیاری از پدیده‌های پیچیده از طبیعت مکانیکی و سیال است.
به همین دلیل این پمپ‌ها بیش از پنج دهه است که توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است.
اولین مطالعات مهم مربوط به Wilson [3] و Castellani [4] است. در اواخر دهه هشتاد Nervegna و Manco یک مدل شبیه‌سازی برای پمپ‌های دنده‌ای خارجی [5] و برخی مطالعات در مورد ارزیابی تجربی گذراهای فشار [6] در ماشین پیشنهاد کردند.
پس از این زمان، چندین مقاله [7-10] به تجزیه و تحلیل فشار بین دندان‌ها، نشتی‌ها، فشار و توزیع نیرو در وجوه جانبی چرخ دنده مربوط می‌شود.
سایر تحقیقات عملکرد یاتاقان‌های پمپ و نویز ناشی از سیال تولید شده در پورت مکش را تجزیه و تحلیل کردند، در حالی که در [13] اثرات تغییر هندسه دندانه‌ها بر موج جریان پمپ شرح داده شده است.

شبیه‌سازی

امروزه در بخش مهندسی صنایع دانشگاه پارما، نویسندگان در حال توسعه یک مدل شبیه‌سازی برای پمپ‌های دنده‌ای خارجی با همکاری Casappa S. p. A. ، یک صنعت مهم برق سیال ایتالیا. مقاله حاضر به گام اول تحقیق، ارائه ساختار مدل پایه و اولین نتایج معنادار بدست آمده اشاره دارد.
برای پیاده‌سازی مدل، نویسندگان نرم‌افزار شبیه‌سازی AMESim (R) انتخاب شده‌اند. برخی از ماژول‌های داخلی جدید با استفاده از AMESet (R) ایجاد شده‌اند که بخش‌هایی از کد را به زبان C++ می‌نویسد.
اینها به یک کتابخانه جدید تعریف شده توسط کاربر اضافه شده‌اند که برای ساخت مدل کامل پمپ دنده ای استفاده می‌شود.
مدل بر اساس پارامترهای توده‌ای است. چارچوب انتخاب شده با هدف ارزیابی جریان و فشار در درگاه مکش و تحویل و همچنین در هر حجم فضای دندان و نشتی‌های داخل پمپ می‌باشد.
محاسبات هندسی با ابزارهای مبتنی بر CAD/CAE ارائه شده توسط سازنده انجام شد.
این ابزارها که در مقاله توضیح داده نشده‌اند، با مدل توسعه‌یافته AMESim (R) برای ارزیابی تمام ویژگی‌های هندسی پمپ (یعنی نواحی جریان بین حجم‌ها و موجودیت حجم آنی) به عنوان تابعی از موقعیت چرخ دنده‌ها تعامل دارند. شکل واقعی دندان‌ها و هندسه بلوک‌های یاتاقان متعادل کننده را محاسبه می‌کند.