شبیه سازی کاربرد پمپ دنده ای در سیستم خودروهای رولز رویز

پمپ‌های دنده‌ای که با دنده‌های صاف ساخته می‌شوند، سطح سر و صدا و ارتعاش آن را برای طیف وسیع‌تری از کشتی‌ها مناسب می‌کند. این نوع پیشرانه را می‌توان به صورت الکتریکی یا موتورهای دیزلی به حرکت درآورد. تاسیسات با یک کانال باز انعطاف پذیر، با گام ثابت یا قابل تنظیم، یا با پروانه‌های ضد چرخش در دسترس هستند.
رانشگرهای آزیموت همراه با سیستم کنترل از راه دور عرضه می‌شوند.
رولز رویس برای مدت طولانی در آب‌های قطب شمال، پیشران‌های آزیموت تولید می‌کند. این کشتی‌ها از یدک‌کش‌ها گرفته تا قایق‌های قایق، تا یخ‌شکن‌هایی که برای دریای بالتیک تعبیه شده‌اند و همچنین تا یخ‌شکن‌های بزرگ، مهارت‌هایی برای اقیانوس منجمد شمالی. برنامه‌ها برای بهترین راه حل‌ها برای کشتی‌هایی که قرار است به چنین تاسیساتی مجهز شوند، به تنظیمات خاصی نیاز دارند.
در جداول زیر انواع اصلی نصب از این نوع موجود در بازار در رولز رویس آورده شده است. رولز رویس AZ-PM یک موتور آزیموت با محرک مستقیم از محدوده انرژی Z است که از موتور دیزلی به دست می‌آید و مجهز به یک پروانه گام ثابت است که در یک نازل Bеrgеr کار می‌کند. موتور دارای یک میله «پوشش صفحه پایین» برای نصب روی کشتی، در ناحیه عقب کشتی است.

ساخت نمونه شبیه‌سازی شده

جهت حرکت پروانه توسط سیستم کنترل شخصی تولید شده توسط همین شرکت که Aquapilot نام دارد کنترل می‌شود.
مشخصات فنی اصلی یک آزیموت در تانکر مواد شیمیایی عبارتند از:

سیستم محرک اصلی: موتور دیزل، حداکثر توان شفت: ۳۴۲۰ کیلو وات، سرعت اسمی درایو: ۷۲۰ دور در دقیقه، سرعت اسمی در هنگام دور آرام: ۳۰۰ دور در دقیقه، نسبت کاهش: ۴.۵۱۶:۱، نوع پروانه: تک بلوک، با گام ثابت، مواد ساخت مارپیچ: آلیاژ NiAl-Bronze، استاندارد ساخت: ISO ۴۸۴/۲، کلاس II، قطر مارپیچ: ۲۲۰۰ میلی‌متر، حداکثر سرعت چرخش پروانه: ۳۰۰ دور در دقیقه، نوع نازل: Bеrgеr، ساخته شده از فولاد سبک، با لایه داخلی فولاد ضد زنگ

1. جهت چرخش پروانه: راست گرد
2. نوع مکانیسم کاهش: هیدرولیک
3. طول محور محرک: ۵۸۰۰ میلی‌متر
4.  حالت کنترل: الکتروهیدرولیک
5.  سرعت چرخش در ۳۶۰ درجه: ۲ دور در دقیقه
6. پمپ روانکاری: با درایو تسمه V
7.  محیط خنک کننده: آب شیرین؛
8.  حداکثر دمای آب خنک کننده: ۳.۰C
9.  جریان آب خنک کننده: ۱.۶ متر مکعب در ساعت
10.  اتلاف گرما: ۸ کیلو وات
11.  عامل خنک کننده سیستم مجارستان: آب شیرین
12.  جریان آب لازم برای خنک کردن روغن: ۷.۷ متر مکعب در ساعت
13.  اتلاف گرما از سیستم خنک کننده: ۶۱ کیلو وات
14.  حجم مخزن روغن: ۴۰۰۰ لیتر
15.  روغن در سیستم آب بندی: ۶۰ لیتر
16.  روغن برای مکانیزم فرمان: ۱۵۰ لیتر
17.  وزن آزیموت: ۲۶۰۰۰ کیلوگرم
18.  وزن شفت میانی: ۲۲۰۰ کیلوگرم
19.  مصرف انرژی: حداکثر ۵۰۰ کیلو وات

پمپ دنده‌ای موضوع این مقاله، پمپی است که در سیستم فرمان هیدرولیک Azimuh وجود دارد.
این یک پمپ سفارشی برای واحد آزیموت از رولزرویس است.
سیستم کنترل هیدرولیک فرمان یک سیستم کامل با پمپ، الکتروموتور، سوپاپ، فیلتر و خنک کننده روغن می‌باشد. سیستم کنترل فرمان هیدرولیک یک مخزن روغن جداگانه است و در نتیجه کاملاً از سیستم روغن کاری آزیموت جدا می‌شود.

تجزیه و تحلیل عملکرد پمپ دنده‌ای

این فصل استفاده از فناوری CFD را برای تحلیل و پیش‌بینی عملکرد پمپ دنده‌ای در نصب فرمان روی تانکر مواد شیمیایی ارائه می‌کند.
در این مورد، آنالیزهای تجربی بر روی پمپ دنده‌ای خارجی با قطر پمپ خروجی ۵۵ میلی‌متر، فشار مکش ۲۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع، سرعت چرخش ۱۵۰۰ دور در دقیقه و دبی ۳۰۰ لیتر در دقیقه برای ارزیابی اثر عملکردی، شرایط عملیاتی مختلف انجام شد.
مانند ستون مکش، تخلیه و عملکرد پمپ هیدرولیک در حال کار، اصل عملیاتی اولیه، که در شکل ۷ نشان داده شده است.
علاوه بر این، محفظه / محفظه پمپ با استفاده از نرم‌افزار CATIA V۵ مدل‌سازی می‌شود، که یک مدل وارداتی است، که برای آن تحلیل/ شبیه‌سازی کامپیوتری دینامیک سیالات (یا شبیه‌سازی CFD) با استفاده از نرم‌افزار ANSYS CFX بر روی مدل توسعه یافته. از محفظه پمپ دنده‌ای این کار به منظور پیش‌بینی عملی عملکرد و بررسی نتایج خاص عملیات در نصب پمپ انجام می‌شود، این امر به سرعت به ایجاد کارایی پمپ در شرایط مختلف عملیاتی کمک می‌کند.
دینامیک سیالات محاسباتی (یا CFD) یکی از ابزارهای مهندسی به کمک کامپیوتر (یا CAE) است.
تجزیه و تحلیل دینامیک سیالات کامپیوتری (CFD) به طور فزاینده‌ای برای طراحی پمپ‌های دنده‌ای استفاده می‌شود. با استفاده از روش CFD، می‌توان به خوبی مشخصه جریان داخلی پیچیده گردش شده در محفظه پمپ دنده‌ای را پیش بینی کرد، [5].
این به طور کامل درک نشده است و شبیه‌سازی به این روش می‌تواند روند طراحی پمپ را سرعت بخشد. بنابراین، CFD یک ابزار مهم برای طراحان پمپ است. در حال حاضر استفاده از ابزارهای CFD در صنعت ماشین‌های توربو بسیار متداول است. دینامیک سیالات محاسباتی اکنون به یک ابزار طراحی صنعتی تبدیل شده است که به کوتاه کردن زمان طراحی و بهبود مهندسی کلی فرآیندهای فناوری کمک می‌کند.