عنوان پایان‌نامه
اصلاح هندسه پمپ دنده ای با دبی متغیر پیوسته :مطالعه عددی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3438;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78422;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3438;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78422
- تاریخ دفاع
- ۱۴ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- فرهاد سدری
- استاد راهنما
- علیرضا ریاسی
- چکیده
- پمپ دنده ای از پرکاربردترین انواع پمپ های جابجایی مثبت است که به دلیل ساختار ساده، ابعاد کوچک و کارایی مطمئن، به‌صورت گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. علیرغم مزایای فراوان، نشتی زیاد سیال در فشار های بالا، اصلی‌ترین نقطه‌ضعف این گونه از پمپ ها است؛ به همین دلیل مطالعه انواع نشتی، الگوی آن و راه‌های برطرف کردن آن، اهمیت به سزایی در کاهش اتلاف انرژی مصرفی این پمپ ها دارد. پمپ های دنده ای در دو نوع ظرفیت ثابت و ظرفیت متغیر طراحی می شوند. در این تحقیق، یک پمپ دنده ای دندانه خارجی به‌صورت عددی، تحلیلی و آزمایشگاهی مورد مطالعه قرارگرفته است. پارامترهای مهم عملکرد پمپ نظیر نشتی، بازدهی حجمی و توان مصرفی پمپ در فشارهای کاری مختلف به‌صورت تجربی اندازه گیری شده است؛ شبیه سازی دو بعدی جریان توسط نرم افزار تجاری فلوئنت انجام شده و میزان نشتی، بازدهی و توان پمپ به صورت عددی محاسبه و با داده های آزمایشگاهی مقایسه شده است. با مطالعه پارامتری روی شعاع نوک دندانه ها، راه‌حلی به‌منظور بهبود کارایی پمپ در فشارهای کاری مشخص ارائه شده است. سپس یک پمپ دنده ای دندانه داخلی جابجایی متغیر با یک هندسه جدید ارائه شده است که با روش های استفاده شده برای تحلیل پمپ دندانه خارجی، مورد بررسی قرار گرفته است. با رعایت مقادیر دقیق لقی ها، نتایج حل عددی پمپ کمتر از 5 درصد با نتایج آزمایشگاهی اختلاف دارد. نتایج نشان می دهد که وجود لقی مرکزی با اندازه مناسب بین چرخ دنده های پمپ و نشتی ناشی از آن، نه‌تنها سبب افت کارایی پمپ نمی شود، بلکه با تخلیه بخشی از روغن پرفشار حبس شده بین دندانه‌ها به ناحیه پرفشار خروجی، باعث افزایش بازدهی و دبی حجمی می شود. همچنین با بهبود هندسه پمپ ظرفیت متغیر، نشتی پمپ تا 15 درصد کاهش یافته است.
- Abstract
- Gear pump is one of the most applicable types of positive displacement pumps with the advantages like rigidity, small size and safe performance. the most important weakness of this pump is high leakage in high working pressures. So, it is important to study the leakage patterns and the ways to eliminate them in order to decrease the amount of energy waste. The gear pumps are categorized in two classes: fixed displacement and variable displacement pumps. In this study, an external gear pump has been studied numerically, analytically and experimentally. The pump leakage, efficiency and power consumption are studied numerically using the commercial software, Fluent®, and then have been compared with the experimental data. The effect of the gear teeth tip radius on leakage and performance has been studied, then an applicable solution is proposed to maximize the pump performance in various working pressures. A variable displacement internal gear pump that proposed as a new geometry, would be scrutinized with the method used for the external gear pump. The results show that the leakage due to a suitable central clearance allows the fluid to be conveyed from the space between the gears to the high pressure outlet and increases the mass flow rate and enhances the pump’s overall performance. Moreover, the geometrical improvement of variable displacement internal gear pumps, reduces the axial leakage by 15 %. Keywords: Gear pump, Leakage, Power, Experimental, Numerical
