رویکرد آماری ارزیابی مدل‌های گسسته برای پیش بینی بازده پمپ دنده ای
این مقاله توسعه مدلی را برای ارزیابی گذراهای فشاری که در یک پمپ دنده ای دو پینیون دندانه‌ای رخ می‌دهد، ارائه می‌کند و به ویژه به تأثیر کاویتاسیون می‌پردازد.
دومی می‌تواند باعث فرسایش شود، عمر چنین پمپ‌هایی را محدود کند و ذرات سخت را آزاد کند و منجر به آسیب ثانویه در جاهای دیگر شود.
این مدل حجم‌های بین دندانه‌ای را که در ریشه‌های درایور و چرخ دنده‌های محرک تشکیل می‌شوند در نظر می‌گیرد و با در نظر گرفتن جریان تراکم‌پذیر به داخل و خارج از این حجم‌ها، از معادلات پیوستگی استفاده می‌کند.
کاویتاسیون ناشی از جریان ناکافی به حجم‌های بین دندانی در حال گسترش در نظر گرفته می‌شود.
معادلات پیوستگی به جای فشار بر حسب چگالی سیال بیان می‌شود. از این رو راه حل‌های صحیح حتی در شرایط حفره، زمانی که حداقل فشار خالی در فشار بخار مناسب ثابت می‌شود، تضمین می‌شود.
اثربخشی مدل از طریق اندازه گیری فشار مش‌بندی پمپ دنده‌ای و تجسم جریان ارزیابی می‌شود.
تأثیر قابل‌توجه موج فشار ورودی بر پیش‌بینی‌های فشار کم نیز بررسی شده است.
تامین سوخت موتور توربین گازی هوافضا یک کاربرد سخت برای پمپ هیدرولیک است. فشار تحویل می‌تواند تا ۱۴ مگاپاسکال افزایش یابد، سرعت عملیات ممکن است تا ۱۳۰۰۰ دور در دقیقه و دمای سوخت می‌تواند از ۵۰- تا ۱۸۰ درجه سانتی‌گراد متفاوت باشد.
پمپ دنده‌ای به دلیل تعداد کم قطعات، حالت‌های خرابی نرم، قابلیت اطمینان خوب و استحکام عمومی، عموماً انتخاب ارجح است. برای کمک به طراحی پمپ دنده‌ای بهبود یافته، به ویژه برای کاربردهای سیستم سوخت، توانایی پیش بینی دینامیک پمپاژ یک نیاز کلیدی است.
همانطور که در شکل ۱ نشان داده شده است، در عملکرد پمپ دنده داخلی سیال از درگاه کم فشار (LP) به داخل روتورهای دنده کشیده می‌شود و به درگاه فشار بالا (HP) در اطراف اطراف چرخ دنده‌ها منتقل می‌شود.
حداکثر انتقال حجم، عمق دندانه چرخ دنده باید تا حد امکان بزرگ باشد، اگرچه این با فاصله مرکزی بین دو چرخ دنده و قطر ریشه چرخ دنده محدود می‌شود.
مروری بر مدل
عمل جابجایی پمپ با مش‌بندی دندان‌ها انجام می‌شود که طی آن تغییرات سریع در حجم‌های محبوس شده سیال منجر به ایجاد فشارهایی به طور قابل توجهی بالاتر و پایین‌تر از فشار ورودی و تخلیه حجیم می‌شود.
فشار بیش از حد می‌تواند منجر به بارگذاری زیاد چرخ دنده‌ها و تلفات مکانیکی بیش از حد شود. فشار کم می‌تواند منجر به کاویتاسیون شود.
هندسه دندانه‌های چرخ دنده و ناحیه انتقال جانبی روی پل یاتاقان باید طوری طراحی شود که از شدت این فشارهای گذرا به حداقل برسد.
در حین تماس با دنده دوتایی، مایع ممکن است از طریق ناحیه پورت جانبی پل بلبرینگ وارد یا خروجی از حجم دنده محبوس شود.
طراحی پل، که از طریق لایه نازکی از سیال با سطوح یاتاقان رانش چرخ دنده ارتباط برقرار می‌کند، مصالحه‌ای بین کنترل فشار در حجم‌های محبوس شده و به حداقل رساندن نشتی است.
تجزیه و تحلیل طرح‌های پمپ با توجه به حساسیت به کاویتاسیون سیال در ادبیات باز مورد توجه محدودی قرار گرفت.
گزارش‌های داخلی توسط هیث [1-3] امکان‌پذیری روش‌هایی را برای پیش‌بینی شرایطی که تحت آن کاویتاسیون می‌تواند در پمپ‌های دنده‌ای رخ دهد، نشان می‌دهد.
ایتون و همکاران. [4] ارائه یک رویکرد مقدماتی و بحث در مورد مزایای نسبی حل معادلات سیستم از نظر فشار یا چگالی.
یک روش محلول مبتنی بر فشار برای سیالاتی با محتوای هوای بالا و فشارهای گذرا نسبتاً آهسته ایده‌آل است، زیرا امکان تغییر مدول حجیم را به عنوان تابعی از انتشار هوا فراهم می‌کند [5]. همچنین می‌توان آن را گسترش داد تا شامل ضرایب رهاسازی هوا و نرخ بازجذب [6] شود. 
راه حلی برای چگالی سیال، همانطور که توسط Manhartsgruber و Scheidl [7] برای گنجاندن اثرات کاویتاسیون در پمپ پیستونی استفاده می‌شود، ممکن است برای مدل‌سازی پمپ دنده‌ای موتور توربین گازی هوانوردی مناسب باشد.
شرایط نقطه طراحی معمولی برای عملکرد کاویتاسیون یک برنامه کاربردی موتور هوانوردی غیرنظامی، شرایط کروز در ارتفاع بالا است.
این منجر به وضعیتی می‌شود که در آن فشار بخار واقعی (TVP) سوخت بیشتر از فشار بخار اشباع شده در هوا است، بنابراین نیاز به در نظر گرفتن اثرات ناشی از انتشار هوا را نفی می‌کند.
این سوال که آیا می‌توان از انتشار هوا نادیده گرفت، هنوز نیاز به بررسی بیشتر دارد.
هدف اصلی این مقاله بهبود درک تاریخچه فشار هنگام عبور دندان‌ها از چرخه مش‌بندی است.
این امر باعث می‌شود تا تصمیمات آگاهانه‌ای با توجه به طراحی برای محدودیت آسیب کاویتاسیون گرفته شود. این تحقیق در درجه اول مربوط به فشارهای کم در حجم‌های به سرعت در حال انبساط تولید شده در حین عبور دندانه‌های چرخ دنده از نقطه میانی چرخه مش‌بندی است.
اگر این حجم‌ها را نتوان با سرعتی پر کرد که اطمینان حاصل شود که فضای بین دندانی پر از مایع است، احتمالاً کاویتاسیون رخ می‌دهد.
اگرچه تمرکز بر روی کاویتاسیون پمپ دنده ای نگرانی اصلی است، مسائل مربوط به عمل پمپاژ نیز در سیستم‌های دیگر مورد توجه است. به عنوان مثال، میلیان و همکاران.
دیدگاهتان را بنویسید
می خواهید در گفت و گو شرکت کنید؟خیالتان راحت باشد :)