وین پمپ Vane

پمپ پره ای

مکانیک
وین پمپ Vane
شکل 3: پمپ پره ای

دایره المعارف بریتانیکا، شرکت

با این موضوع آشنا شوید:

طرح

وین پمپ Vane

در پمپ: پمپ های جابجایی مثبت.

یک پمپ پره ای کشویی در شکل 3 نشان داده شده است. روتور خارج از مرکز نصب شده است. پره های مستطیلی در فواصل منظم در اطراف سطح منحنی روتور قرار می گیرند. هر پره برای حرکت در یک شکاف آزاد است. نیروی گریز از مرکز ناشی از چرخش پره ها را به سمت بیرون پرتاب می کند تا…

ادامه مطلب

خدمات عمومی
  • مقدمه
حقایق سریع
  • حقایق و مطالب مرتبط
رسانه ها
  • فیلم های
بیشتر
  • مقالات بیشتر در مورد این موضوع
  • مشارکت کنندگان
  • تاریخچه مقاله

خدمات عمومی

عناوین جایگزین: آثار عمومی
توسط ویراستاران دایره المعارف بریتانیکا • ویرایش تاریخچه

افراد کلیدی:
  • جوزف چمبرلین سر جولیوس ووگل توماس فورچون رایان
  • هنری ال.دوهرتی آرسن-ژول-اتین-جوونال دوپویت
موضوعات مرتبط:

سیستم پستی سیستم تامین آب حمل و نقل انبوه آژانس تنظیم کننده زیرساخت های زیست محیطی

خدمات عمومی ، شرکتی که کلاس های خاصی از خدمات را به مردم ارائه می دهد، از جمله حمل و نقل متداول حمل و نقل (اتوبوس، خطوط هوایی، راه آهن، حمل و نقل موتوری، خطوط لوله و غیره). تلفن و تلگراف؛ برق ، گرما و نور؛ و اجتماعی برای آب، فاضلاب، و خدمات مشابه. در اکثر کشورها این گونه شرکت ها دولتی و دولتی هستند، اما در ایالات متحده عمدتاً خصوصی هستند و تحت مقررات .توضیح کلاسیک برای نیاز به تنظیم خدمات عمومی این است که آنها شرکت هایی هستند که در آنها فناوری تولید، انتقال و توزیع تقریباً ناگزیر به انحصار – یعنی در یک عبارت، انحصار طبیعی هستند. گرایش انحصاری ناشی از صرفه جویی در مقیاس در صنعت ، از هزینه های سرمایه بزرگ معمولی چنین شرکت هایی، از عدم کشش تقاضا در میان مصرف کنندگان خدمات، از ملاحظات ظرفیت مازاد لازم برای پاسخگویی به اوج تقاضا، و ملاحظات دیگر ناشی می شود. همچنین اغلب اوقات وجود سیستم‌های موازی رقیب – مثلاً تلفن‌های محلی یا گاز طبیعی – بسیار گران، بیهوده و ناخوشایند خواهد بود. با توجه به تمایل به انحصار و بنابراین پتانسیل شیوه های قیمت گذاری انحصاری، مقررات عمومی برای بیش از یک قرن در مورد طبقات خاصی از تجارت اعمال می شود.
وین پمپ Vane
در مورد این موضوع بیشتر بخوانید
پالایش نفت: آب و برق
یک پالایشگاه معمولی برای پشتیبانی از یک شهر کوچک به امکانات کافی نیاز دارد. تمامی پالایشگاه ها برای استفاده در واحدهای فرآیندی بخار تولید می کنند. این مستلزم …

در عمل، هدف مقررات این است که اطمینان حاصل شود که شرکت به همه کسانی که درخواست می کنند و مایلند و می توانند برای خدمات آن هزینه بپردازند، خدمات رسانی ایمن و کافی انجام می دهد، به همه مشتریان در شرایط مساوی خدمات ارائه می دهد، و نرخ های آن در حد است. منصفانه و معقول های نظارتی دارند کمیسیون و دولت فدرال چندین کمیسیون دارد، از جمله کمیسیون تجارت بین ایالتی ، هیئت هوانوردی غیرنظامی، کمیسیون فدرال قدرت، کمیسیون ارتباطات فدرال ، و کمیسیون بورس و اوراق بهادار .

پمپ سامپ
  • مقدمه
حقایق سریع
  • مطالب مرتبط
بیشتر
  • مشارکت کنندگان
  • تاریخچه مقاله

پمپ سامپ

فن آوری
توسط ویراستاران دایره المعارف بریتانیکا • ویرایش تاریخچه
موضوعات مرتبط:
پمپ
پمپ مخزن ، دستگاهی که تجمع آب یا سایر مایعات را از یک گودال حوضچه، پایین ترین نقطه در یک سیستم زهکشی حذف می کند. اگر گودال حوضچه فقط به صورت متناوب خیس شود ( مثلاً کاروان زیرزمین یک خانه)، از یک پمپ استفاده می شود که معمولاً مجهز به مکانیزمی است تا در صورت نیاز آن را به طور خودکار راه اندازی کند. اگر مخزن همیشه خیس باشد ( مثلاً مخزن روغن در موتور اتومبیل یا مخزن آب در معدن)، ممکن است به پمپ غیر خود پراینگ اجازه داده شود که به طور مداوم کار کند.

 

وین پمپ Vane

 

 

 

 

 

شکل 1 – در دسترس از طریق مجوز: CC BY

محتوا ممکن است مشمول حق چاپ باشد.
دانلود
مشاهده نشریه
وین پمپ Vane

قسمت های داخلی یک پمپ پره ای متعادل که از روتور، دوازده پره و حلقه بادامک تشکیل شده است.

پمپ های پره ای اغلب در سیستم های انتقال اتوماتیک وسایل نقلیه استفاده می شود. کاربردهای آتی مستلزم آن است که پمپ های روغن کارآمدتر باشند و بتوانند موقعیت های پمپاژ جریان چند فازی را تا حد معینی مدیریت کنند. برای تحقق این الزامات، ابزارهای توسعه کارآمد مورد نیاز است. بنابراین، یک مدل محاسباتی دوبعدی کمتر از یک راه حل …
استناد کنید
دانلود متن کامل

زمینه ها در انتشار منبع

زمینه 1
… پمپ ها را می توان به گونه ای طراحی کرد که از نوع دو زمانه باشند، همانطور که در شکل 1 نشان است. در یک چرخش روتور، دو پورت مکش و دو پورت فشار ارائه می شود. …
مشاهده به صورت متن کامل
زمینه 2
… تحت تأثیر متغیرهای مختلفی مانند هندسه پمپ داخلی، فشار تحویل و سرعت چرخش [25] قرار گرفت. در شکل 1 0، این پروفیل برای محدوده زاویه چرخش شفت 0 تا 180 درجه ترسیم شده است. از آنجایی که پمپ پره ای متعادل مورد بررسی قرار گرفت، این چرخه دو بار در یک دور چرخش روتور پمپ تکرار شد. …
مشاهده به صورت متن کامل
زمینه 3
… با تغییر í μí± و í μí±، تفاوت های حاصل برای ارتفاع این افزایش فشار را می توان در شکل 1 1a,b مشاهده کرد. تأثیر قابل توجهی از ارتفاع افزایش فشار بر وضوح فضایی به وضوح قابل مشاهده است. …
مشاهده به صورت متن کامل
زمینه 4
… (ب) شکل 1 1. تأثیر (a) íµí± در íµí± = 31 و (ب) íµí± در íµí± 24 بر روی افزایش فشار هنگامی که محفظه جابجایی به درگاه تحویل وصل می شود. . …
مشاهده به صورت متن کامل
زمینه 5
… را می توان از شکل 1 . در شکل 1 3، مشاهده می شود که موج فشار گذرا در حالی که محفظه جابجایی به درگاه تحویل متصل است به وضوح زمانی کافی وابسته است. …
مشاهده به صورت متن کامل
زمینه 6
… را می توان از شکل 1 . در شکل 1 3، مشاهده می شود که موج فشار گذرا در حالی که محفظه جابجایی به درگاه تحویل متصل است به وضوح زمانی کافی وابسته است. جدول 3. همبستگی بین وضوح زاویه ای و اندازه گام زمانی در 4000 دور در دقیقه و افسانه برای شکل 1 3. …
مشاهده به صورت متن کامل
زمینه 7
… شکل 1 3، مشاهده می شود که موج فشار گذرا در حالی که محفظه جابجایی به درگاه تحویل متصل است به وضوح زمانی کافی وابسته است. جدول 3. همبستگی بین وضوح زاویه ای و اندازه گام زمانی در 4000 دور در دقیقه و شرح برای شکل 1 3. در نتیجه این تجزیه و تحلیل، تمام محاسبات بعدی با حداکثر اندازه گام زاویه ای 0.25 درجه انجام شد. …
مشاهده به صورت متن کامل
زمینه 8
دبی جرمی لحظه ای عبوری از آنها پایش شد. در شکل 1 4a,b، تأثیر تغییر فشار تحویل و سرعت چرخش به طور مستقل برای دو جریان جرمی نشتی تعریف شده و مجموع هر دو، که بر خروجی 1 تأثیر می‌گذارند، نشان داده شده است. از آنجایی که پمپ متقارن بود، می‌توان انتظار داشت که در خروجی 2 جریانهای جرمی نشتی یکسانی قابل مشاهده است. …
مشاهده به صورت متن کامل
زمینه 9
… قبلاً بیان شد، مشخصات سرعت جریان محیطی در شکاف شعاعی بر جریان جرم نشت از طریق آنها غالب بود. در شکل 1 5، نتایج عددی شبیه‌سازی‌های CFD با هر دو راه‌حل تحلیلی برای شکاف شعاعی 1، که به صورت تحلیلی در بخش 3 استخراج شده‌اند، مقایسه شده‌اند. در این مورد، از مش با 42 سلول شعاعی و 21 سلول محیطی در شکاف شعاعی استفاده شد. . برای استخراج راه حل های تحلیلی، = 7.79E9 Pa/rad استفاده شد. …
مشاهده به صورت متن کامل
زمینه 10
… مقدار از شبیه سازی CFD به دست آمد. در شکل 1 5، به وضوح می توان دید که راه حل عددی به خوبی با حل تحلیلی مشتق شده 1 مطابقت دارد (معادله (4)). با این حال، راه حل تحلیلی مسطح Couette-Poiseuille 2 (معادله (7)) منجر به پیش‌بینی جزئی بیشینه سرعت شد. …
مشاهده به صورت متن کامل
زمینه 11
… در مطالعه همگرایی مش بیان شد، نشت ها به شدت به وضوح شعاعی شکاف ها وابسته بودند. این را می توان با مقایسه مشخصات سرعت در حال توسعه در شکاف با محلول تحلیلی 1 برای تعداد سلول های شعاعی مختلف í μí± در شکل 1 6 تأیید کرد. هنگام افزایش تعداد سلول های شعاعی í μí±، حل عددی به حل تحلیلی 1 نزدیک شد. تعداد سلول ها در جهت شعاعی منجر به پیش بینی بیش از حد سرعت های رخ داده در شکاف شعاعی و بنابراین، پیش بینی بیش از حد نرخ جریان جرمی نشت شد. …
مشاهده به صورت متن کامل
زمینه 12
… شکل 1 7a,b، مشخصه انتقال حاصل و بازده حجمی برای فشارهای تحویل مختلف رسم شد. تا 4500 دور در دقیقه، دبی حجمی واقعی محاسبه شده íµí±„ منحنی دبی تئوری íµí±“ کاملاً نزدیک بود. …
مشاهده به صورت متن کامل
زمینه 13
… سرعت چرخش بالاتر از 4500 دور در دقیقه، حفره بخار ایجاد می شود و دبی حجمی با سرعت چرخش دیگر افزایش نمی یابد. در شکل 1 8، کسر حجمی گاز بخار نفت برای سرعت های چرخشی مختلف در فشار تحویل 5 بار نشان داده شده است. می توان مشاهده کرد که وقتی روغن کم فشار در درگاه های مکش اتاق های جابجایی را پر می کرد، بخار تولید می شد. …
مشاهده به صورت متن کامل
زمینه 14
… سرعت های نسبی رخ داده بالا بود و فشار استاتیکی به زیر فشار بخار نفت کاهش یافت و منجر به تولید بخار شد. در شکل 1 9، این برای سرعت های چرخشی مختلف در فشار تحویل 5 بار نمایش داده شده است. کاویتاسیون در شکاف های شعاعی شروع به تنظیم در í μí±› í μ 6000 rpm کرد. …
مشاهده به صورت متن کامل
زمینه 15
… جهت درگاه های مکش قابل تغییر است. علاوه بر پیکربندی عمود بر هم، دو تراز دیگر نیز مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت که در شکل 21 نشان داده شده است. …
مشاهده به صورت متن کامل
زمینه 16
… موج فشار، موج جریان جرمی و راندمان حجمی، تقاضای برق نیز از ویژگی های مهم پمپ های هیدرولیک بود. برای روغن خالص، می توان افزایش زیادی در تقاضای توان از زاویه چرخش 0 تا 15 درجه را در شکل 31a,b شناسایی کرد. در اینجا، فشرده سازی محفظه جابجایی قبل از اتصال آن به درگاه تحویل آغاز شد. …
مشاهده به صورت متن کامل

طراحی، بهره‌برداری و بازسازی پمپ‌های گریز از مرکز

به شدت با پدیده‌های جریان کاویتاسیون مرتبط است، که ممکن است در پروانه‌های دوار یا قسمت‌های ثابت پمپ‌های گریز از مرکز رخ ​​دهد. از شبیه سازی عددی (نرم افزار ANSYS CFX Release 12) می توان برای تشخیص کاویتاسیون در پمپ گریز از مرکز استفاده کرد. فشار کل در من …
چشم انداز

استناد

… این مدل بیشتر توسط ایناگوما و ناکامورا در [6] بهبود یافت. لوبسینگر و همکاران که در [7] یک رویکرد CFD برای تحلیل جریان‌های نشت و ارائه تخمینی از بازده حجمی ارائه کرد. کوجیما و همکاران در [8] [9] روش منبع ثانویه را برای اندازه گیری تجربی نویز ناشی از سیال در پمپ پره ای متعادل معرفی کرد. …
سینماتیک و شرایط پذیرش هندسی پمپ های پره متعادل با پره های دوقلو
کار حاضر به تجزیه و تحلیل سینماتیک پره های لبه دوقلو در پمپ های پره متعادل اختصاص داده شده است. این کار توصیف تحلیلی حرکت پره را با توجه به پارامترهای هندسی و مشخصات حلقه بادامک ارائه می دهد. توجه به دوگانگی راه حل، یک ویژگی ذاتی پره های لبه دوقلو است که ممکن است به عنوان پیروان با دو نوک نیم دایره متقارن در نظر گرفته شود. بر اساس سینماتیک پیوند، پایان نامه تحلیلی برای تعریف قابلیت پذیرش هندسی طرح پره و حوزه ریاضی آن عمیق تر می شود. به منظور ارزیابی رویکرد پیشنهادی، یک مطالعه پارامتری گسترده بر اساس قضیه باکینگهام انجام می‌شود، که جزئیات چگونگی تأثیر پیکربندی لب دوقلو بر سینماتیک ماشین را نشان می‌دهد. محاسبات اضافی برای تعیین پیکربندی‌های طراحی پره‌ای که قانون اساسی طراحی بادامک را برآورده می‌کنند و نشان می‌دهد که چگونه این نیاز به طور چشمگیری زیرمجموعه انتخاب‌های موجود را در حضور حلقه بادامک با مشخصات پیش فشرده‌سازی کاهش می‌دهد، پیشنهاد شده‌اند. در نهایت، دستورالعمل های طراحی به منظور غلبه بر این اشکالات و گسترش دامنه پذیرش پیشنهاد شده است.
چشم انداز
… با توجه به مزایای هندسه ساده، پیچیدگی کم ساخت، فشردگی و عملکرد رقابتی [1]، ماشین‌های دوار پره کشویی به طور گسترده در کاربردهای صنعتی مانند تبرید [2،3]، هوای فشرده [4،5] استفاده می‌شوند. ، تبدیل گرما به توان بر اساس چرخه های رانکین آلی (ORC) [6،7]، نمک زدایی [8،9]، گیربکس های اتوماتیک [10، 11] و همچنین نفت و گاز [12،13]. با این وجود، گسسته‌سازی حوزه سیال متحرک و تغییر شکل محفظه‌های کار، که معمولاً به آن مش روتور گفته می‌شود، مانع استفاده از ابزارهای پیشرفته سه‌بعدی CFD در طراحی و تحلیل ماشین‌های پره می‌شود. …
… مجموعه شبکه های دو بعدی در نهایت به شبکه های سه بعدی مونتاژ شده و به حل کننده CFD عرضه می شود. به عنوان یک مورد کاربردی، Lobsinger و همکاران. [11] از TwinMesh™ برای تولید مش محاسباتی برای یک پمپ روغن پره دوار با عملکرد دوار در سیستم‌های انتقال خودکار وسایل نقلیه استفاده کرد و شبیه‌سازی‌های CFD را با ANSYS CFX انجام داد. نشت نوک تیغه و همچنین ویژگی های حفره به منظور تضعیف کاویتاسیون و بهبود راندمان پمپ مورد بررسی قرار گرفت. …

تولید شبکه تحلیلی برای ماشین‌های پره کشویی و ارزیابی عددی جریان نشتی نوک

یک مرحله ضروری برای انجام شبیه‌سازی‌های دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) در ماشین‌های جابجایی مثبت، توسعه الگوریتم‌هایی برای گسسته‌سازی حوزه محاسباتی متحرک و تغییر شکل‌دهنده است. این کار یک روش تولید شبکه تحلیلی جدید توسعه‌یافته را برای ماشین‌های پره‌های لغزنده بر اساس یک روش جابجایی گرهی تعریف‌شده توسط کاربر ارائه می‌کند. رویکرد پیشنهادی طیف وسیع‌تری از ماشین‌های پره‌های کشویی مانند ماشین‌هایی با محفظه‌های دایره‌ای و آرایش پره‌ای برای ماشین‌های تک اثره و دو اثره را امکان‌پذیر می‌سازد. یک روال جدید پس از پردازش مبتنی بر هواپیماهای نظارتی چرخان در ANSYS CFD-Post برای ردیابی جریان‌های نشتی در شکاف‌های نوک تیغه ایجاد شد. روش پیشنهادی بر روی یک گسترش دهنده پره برای کاربردهای چرخه رانکین آلی و یک دستگاه بازیابی انرژی پره دوار (RVERD) برای نمک‌زدایی اسمز معکوس آب دریا آزمایش شده است. علاوه بر اعتبار سنجی تجربی در مورد آزمایش ORC، بازده حجمی با اندازه های مختلف شکاف نوک تیغه RVERD در نهایت ارائه شد. هنگامی که فاصله نوک تیغه منبسط کننده بین 10 تا 50 میکرومتر بود، هر 10 میکرومتر از فاصله به افزایش 6.1 درصدی فاکتور پرکننده کمک می کند. در حالی که برای RVERD با فاصله نوک تیغه از 30 تا 70 میکرومتر، هر 10 میکرومتر فاصله منجر به کاهش 2.0 درصدی راندمان حجمی می‌شود.
چشم انداز
… در میان ماشین های جابجایی مثبت، پره های دوار از هندسه ساده، پیچیدگی ساخت کم، فشردگی و عملکرد رقابتی بهره می برند [1]. به این دلایل، ماشین‌های پره‌ای در حال حاضر در طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی، مانند تبرید [2،3]، هوای فشرده [4،5]، گرما به نیرو بر اساس چرخه‌های رانکین آلی (ORC) استفاده می‌شوند [6،7] ، نمک زدایی [8،9]، گیربکس اتوماتیک [10، 11] و همچنین نفت و گاز [12]. …
… مجموعه شبکه های دو بعدی در نهایت به شبکه های سه بعدی مونتاژ شده و به حل کننده CFD عرضه می شود. به عنوان یک مورد کاربردی، Lobsinger و همکاران. [11] از TwinMesh™ برای تولید مش محاسباتی برای یک پمپ روغن پره دوار با عملکرد دوار در سیستم‌های انتقال خودکار وسایل نقلیه استفاده کرد و شبیه‌سازی‌های CFD را با ANSYS CFX انجام داد. نشت نوک تیغه و همچنین ویژگی های حفره به منظور تضعیف کاویتاسیون و بهبود راندمان پمپ مورد بررسی قرار گرفت. …

تولید شبکه تحلیلی و ارزیابی عددی جریان‌های نشت نوک در ماشین‌های دوار پره‌های کشویی

این تحقیق یک روش تولید شبکه تحلیلی جدید برای مطالعات دینامیک سیالات محاسباتی در ماشین‌های دوار پره‌های لغزشی با جابجایی مثبت بر اساس رویکرد جابجایی گرهی تعریف‌شده توسط کاربر ارائه می‌کند. این روش نسبت به روش‌های پیشرفته فراگیرتر است، زیرا بررسی طیف وسیع‌تری از پیکربندی‌های طراحی، مانند ماشین‌های پره تک، دو و چند کاره با محفظه غیر دایره‌ای، تیغه‌های مایل و پروفیل‌های نوک تیغه نامتقارن را امکان‌پذیر می‌سازد. تعداد گره و تقسیمات شعاعی نوک تیغه پارامترهایی هستند که بیشتر بر کیفیت مش تأثیر می گذارند. این روش در برابر اندازه‌گیری‌های فشار نشان‌داده‌شده روی یک بسط‌دهنده پره‌ای دوار تأیید شد که منجر به فاصله اطمینان در 4.31٪ شد. تجزیه و تحلیل معیار نشان داد که روش پیشنهادی به اندازه روش دستی ANSYS ICEM دقیق است اما بیش از 1500 برابر سریع‌تر است (111 ثانیه به جای 48 ساعت برای تولید 360 شبکه). این مقاله همچنین روش جدیدی را برای ردیابی جریان‌های نشتی در شکاف‌های نوک تیغه‌های ماشین‌های پره از طریق یک روال پس پردازش در ANSYS CFD-Post بر اساس صفحات نظارتی چرخان پیشنهاد می‌کند. ارزیابی نشت در مطالعه موردی منبسط کننده پره نشان داد که یک شکاف 10 میکرومتری بین نوک تیغه و استاتور 76 میلی متری منجر به افزایش 0.06 واحدی ضریب پرکننده منبسط کننده شد.
چشم انداز
… نتایج نشان می دهد که روغن به بهبود راندمان حجمی کمک می کند و دمای اگزوز را کاهش می دهد. لوبسینگر و همکاران [5] یک مدل شبیه‌سازی دو بعدی از یک پمپ پره‌ای متعادل از نوع ثابت ایجاد کرد و این مدل را برای تجزیه و تحلیل ویژگی‌های کاویتاسیون و تغییرات عملکرد تحت کسرهای حجمی گاز ورودی مختلف پمپ اتخاذ کرد. ژانگ و همکاران [6] خصوصیات جریان داخلی یک پمپ روتودینامیکی چند فازی را به صورت عددی مورد مطالعه قرار داد و رفتار جریان فاز گاز در کانال‌های جریان پمپ را تحلیل کرد. …

تأثیر شرایط عملیاتی بر عملکرد پمپ های ریشه مخلوط گاز-مایع

عملکرد پمپ Roots مخلوط گاز و مایع در شرایط عملیاتی مختلف در این مقاله بررسی شده است. راندمان پمپ ابتدا از 48% به 64% افزایش یافت و سپس با افزایش کسر حجمی CO2 ورودی (از 0.8 به 1) به 59% کاهش یافت. افزایش سرعت چرخشی (از 1000 دور در دقیقه به 4000 دور در دقیقه) و نسبت فشار (از 2 به 10) می تواند منجر به کاهش راندمان پمپ به ترتیب از 67% به 43% و از 48% به 33% شود. تغییر در راندمان پمپ تحت تأثیر راندمان حجمی و راندمان جریان به طور همزمان است. فشار بالا و کسر حجمی CO2 در منطقه خروجی می تواند نشت را افزایش دهد و منجر به کاهش راندمان حجمی شود. راندمان جریان با افزایش فشار محلی در ناحیه خروجی و چگالی جریان برگشتی کاهش می یابد. فشار ناحیه خروجی نیز می تواند با تغییر چگالی فاز گاز بر خواص سیال تأثیر بگذارد. بنابراین، اثر ترکیبی فشار ناحیه خروجی و خواص سیال عامل اصلی ترین عامل مؤثر بر عملکرد در نظر گرفته می شود. این مقاله به بررسی بیشتر مناسب بودن پمپ‌های Roots برای فشرده‌سازی مخلوط‌های گاز و مایع می‌پردازد.
چشم انداز
… با این حال، شبیه سازی جریان چند فازی حباب دار هوا-روغن در پمپ های جابجایی مثبت به دلیل فاصله های تنگ سخت است و بنابراین، چنین مطالعاتی وجود ندارد [19]. نویسندگان رویکرد خود را برای مدل‌سازی یک جریان چند فازی حباب‌دار نفت-هوا ارائه کردند [20] و آن را با موفقیت در مورد دوبعدی (2D) ساده شده یک پمپ پره ای اعمال کرد. در این کار، این رویکرد به هندسه های پمپ سه بعدی منتقل و اعمال می شود و با داده های تجربی اعتبار سنجی می شود. …
… نیروهای فشار رخ داده در نتیجه یکدیگر را متعادل می کنند. جزئیات بیشتر در مورد عملکرد آن را می توان در اینجا یافت [20] . …
… مفروضات مربوط به ارتفاعات مختلف شکاف از تلورانس های ساخت قطعات پمپ و داده های اندازه گیری از تحقیقات قبلی حاصل می شود. وضوح مش فضایی برای روتور و شکاف ها از تحقیقات نویسندگان ارائه شده در [20] ، جایی که یک مطالعه همگرایی شبکه بر روی یک مدل دو بعدی از یک BVP انجام شد. با این حال، برای موارد سه بعدی مورد بررسی، باید بین وضوح فضایی بالا و هزینه محاسباتی مصالحه ایجاد شود. …

مقایسه پمپ های جابجایی مثبت مختلف بر اساس CFD برای کاربرد در سیستم های انتقال اتوماتیک آینده

الزامات راندمان برای پمپ های هیدرولیک به کار رفته در گیربکس های اتوماتیک در نسل های آینده خودروها به طور مداوم افزایش خواهد یافت. علاوه بر این، پمپ ها باید بتوانند تا حد معینی با جریان های چند فازی مقابله کنند. با توجه به این پیشینه، یک پمپ پره متعادل (BVP)، یک پمپ دنده داخلی (IGP) و یک پمپ سه بعدی چرخشی چند محفظه (TMC) با رویکرد دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) با ANSYS CFX و TwinMesh تجزیه و تحلیل و مقایسه می‌شوند. . علاوه بر این، اندازه‌گیری‌های میز آزمایش برای به دست آوردن داده‌های تجربی برای تأیید نتایج عددی انجام می‌شود. نتایج عددی به دست آمده تطابق معقولی را با داده های تجربی نشان می دهد. در اولین راه‌اندازی CFD، ویژگی‌های انتقال پمپ‌ها با روغن خالص از نظر بازده حجمی، شروع حفره و ریپل فشار مقایسه می‌شوند. هر دو IGP و BVP راندمان حجمی بالا و امواج فشار کم را نشان می دهند در حالی که TMC عملکرد ضعیف تری در مورد این اهداف نشان می دهد. در راه‌اندازی دوم CFD، یک جریان هوای چند فازی حباب‌دار روغن با کسرهای حجمی ورودی مختلف (IGVF) مورد بررسی قرار می‌گیرد. می توان نشان داد که هوای آزاد با افزایش موج فشار و جریان جرمی و کاهش راندمان حجمی و همچنین گشتاور حرکتی مورد نیاز، ویژگی های پمپاژ را به طور قابل توجهی تغییر می دهد. به نظر می رسد نسبت تراکم پمپ ها پارامتر مهمی باشد که نحوه مدیریت جریان چند فازی را در رابطه با موج فشار و جریان جرمی تعیین می کند. به طور کلی، BVP و IGP هر دو عملکرد قوی مشابهی را با و بدون هوای آزاد نشان می دهند. در وضعیت توسعه فعلی، پمپ TMC به دلیل نسبت تراکم پایین تر، عملکرد ضعیفی از خود نشان می دهد و بنابراین نیاز به بهینه سازی بیشتر دارد.
چشم انداز
… آنها دریافتند که شعاع کوچکتر نوک تیغه باعث افزایش کاویتاسیون و اندکی افزایش سرعت جریان جرمی می شود. لوبسینگر و همکاران [39] تحقیقات دو بعدی CFD را بر روی یک پمپ روغن پره ای دو بعدی انجام داد. مش روتور توسط نرم افزار TwinMesh تولید شده است. …
… در میان آنها، یک فرض کلیدی روش پیشنهادی، مقدار ثابت برای فاصله فاصله بین استاتور و نوک تیغه است. این شکاف بر اساس مطالعات قبلی که ماشین‌های پره‌ای با ابعاد کلی مشابه را تحلیل می‌کردند، به‌عنوان 50 میکرومتر انتخاب شد [37، 39] . …

روش‌شناسی عددی و شبیه‌سازی CFD یک دستگاه بازیابی انرژی پره دوار برای سیستم‌های نمک‌زدایی اسمز معکوس آب دریا

دستگاه‌های بازیابی انرژی در سیستم‌های اسمز معکوس آب دریا (SWRO) مصرف انرژی را کاهش می‌دهند و ممکن است استقرار سیستم‌های نمک‌زدایی در مقیاس بزرگ را تسهیل کنند. در این مقاله، یک دستگاه بازیابی انرژی پره چرخشی (RVERD) با هدف تضعیف کاویتاسیون و بهبود عملکرد حجمی دستگاه تحلیل و بهینه‌سازی می‌شود. یک روش تحلیلی نوآورانه مبتنی بر جابجایی گره‌ای تعریف‌شده توسط کاربر برای رفع نیاز به گسسته‌سازی دامنه محاسباتی چرخشی و تغییر شکل ماشین‌های پره‌ای دوعملی پیشنهاد شده‌است. شبکه‌های تولید شده با حل‌کننده ANSYS FLUENT برای شبیه‌سازی‌های دینامیک سیالات محاسباتی چند فازی رابط دارند. توپولوژی جریان برای آشکار کردن ویژگی‌های جریان و کاویتاسیون به ویژه در مناطق نوک تیغه تجزیه و تحلیل می‌شود. سپس یک بهینه‌سازی پورت و سپس تجزیه و تحلیل حساسیت روی پارامترهای طراحی برای بهبود عملکرد RVERD انجام می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که تاخیر زاویه تخلیه در درگاه خروجی فشار بالا به میزان 3 درجه و نسبت بهینه طول پورت به استاتور 70 درصد به جلوگیری از جریان برگشتی و حذف پیک‌های گشتاور کمک کرده است. تجزیه و تحلیل حساسیت، سرعت چرخش و فاصله نوک تیغه را به عنوان دو عامل موثر بر کاویتاسیون و به نوبه خود، راندمان حجمی دستگاه شناسایی کرده است. با توجه به پیکربندی طراحی پایه، در سرعت چرخشی بهینه 1000 RPM و با فاصله خالی نوک 50 میکرومتر، کسر حجمی بخار متوسط ​​حجمی در هسته از 20.6×10-3 به 0.6×10-3 کاهش یافت. راندمان حجمی از 85.7% به 91.6% افزایش یافت. شکاف فاصله محوری 70 میکرومتر به 2.9٪ از تلفات حجمی کمک کرد.

تجزیه و تحلیل عددی پمپ جابجایی متغیر

سیستم روانکاری متمرکز یک دستگاه حیاتی است که در بیشتر بخش هایی که روان کننده توسط خود پمپ ها تامین می شود مورد نیاز است. با تحقیق حاضر، هدف ایجاد یک VDP است که جایگزین پمپ موجود می‌شود و در عین حال هزینه عملیات لازم برای تحویل روان‌کاری را طبق نیاز برنامه کاهش می‌دهد. مفهوم جدیدی که برای جابجایی متغیر گزارش شده است، معرفی میل لنگ شکافدار است که دارای خروج از مرکز متفاوت است. میل لنگ شکافدار به تکیه گاه متصل می شود که مکش را به پمپ شناور در مخزن ایجاد می کند. طرح پیشنهادی هزینه VDP موجود را کاهش داد و تخلیه مایع دقیقی را در مورد خروج از مرکز ارائه کرد. مطالعه حاضر به مهندس طراح کمک می کند تا یک VDP مناسب را انتخاب کند که هزینه استفاده از پمپ موجود را برای اهداف جابجایی متغیر کاهش دهد.
چشم انداز
یک رویکرد ترکیبی CFD-FEM برای پیش‌بینی ارتعاشات ناشی از سیال و تشعشعات نویز یک پمپ پره‌ای دوار
افزایش تقاضا برای انتشار صدای کمتر از واحدهای فرعی خودرو به دلیل برقی‌سازی و انتظارات مشتریان بالاتر در مورد راحتی رانندگی منجر به نیاز به قطعات خودروی بی‌صدا می‌شود. به ویژه اجزای ماشین هیدرولیک اغلب به عنوان منبع اصلی نویز در سیستم شناسایی می شوند. بنابراین بررسی منابع نویز داخل سیستم هیدرولیک الزامی است. در این کار، یک رویکرد ترکیبی CFD-FEM

پمپ های پره ای دوار برای سرویس LPG و NH3

پمپ‌های پره‌ای دوار، که به عنوان پمپ‌های پره‌ای کشویی نیز شناخته می‌شوند، برای انتقال پروپان/بوتان و سایر مایعات در جریان ثابت طراحی شده‌اند و معمولاً برای کامیون‌های باب دم و حمل‌ونقل، کارخانه‌های حجیم، سوخت‌رسانی LPG با ظرفیت بالا و تغذیه بخارساز استفاده می‌شوند.

وین پمپ Vane

  • وین پمپ Vane
  • وین پمپ Vane
  • وین پمپ Vane
  • وین پمپ Vane
  • وین پمپ Vane
  • وین پمپ Vane
  • وین پمپ Vane

توضیحات محصول

پمپ های پره دوار با جابجایی مثبت به طور خاص برای کاربردهای فشار بالا طراحی شده اند. پمپ ها برای فشار دادن مایعات کم ویسکوز یا LPG به خطوط لوله یا تجهیزات با جریان ثابت، با جداسازی چرخه ای از ورودی استفاده می شوند. حجم هر سیکل در پمپ بدون توجه به فشار تخلیه، در یک RPM تنظیم شده ثابت می ماند.

وین پمپ Vaneمشخصات فنی

انواع گاز: LPG (پروپان، بوتان)، NH3 (آمونیاک، آمونیاک بی آب)، CO2، مایعات گاز طبیعی، مبردها
اتصالات: نخ، فلنج، جوش
نوع: NPT، ANSI #300، گردن
فشار کاری: حداکثر 24.1 بار (350 psi)
سرعت جریان: حداکثر 1475 لیتر در دقیقه (385 gpm)
دما: -32 درجه سانتیگراد تا +115 درجه سانتیگراد (-25 درجه فارنهایت تا +240 درجه فارنهایت)
تفاوت فشار: حداکثر 13.1 بار (190 psi)
اندازه و محدوده: 1 اینچ تا 4 اینچ (NPT)، 3 اینچ تا 4 اینچ (ANSI)، 1½ اینچ تا 4 اینچ (جوش)
سری های موجود: Z2000، Z3200، Z3500، Z4200، Z4500، 521، 1021، LG1، LGL1.25، LGL1.5، LGLD2، LGLD3، LGLD4، TLGLF3، TLGLF2، LGL3، TLGLF2، LGL3
استانداردها: فهرست UL، ATEX

* مواد و مشخصات قابل تعمیم هستند. افراد باتجربه ما آماده اند تا به شما کمک کنند تا مناسب برنامه خود را پیدا کنید. اطلاعات تماس کشور خود را در اینجا .

وین پمپ Vaneمواد

بدنه و سر پمپ: چدن داکتیل
بادامک و صفحات جانبی: آهن خاکستری
روتور و فلنج: چدن داکتیل
صندلی مهر و موم: کاربید سیلیکون
O-rings: Buna-N
تیغه ها: پلیمرهای پیشرفته

وین پمپ Vaneامکانات

  • طرح اصلی ده تیغه بدون درایور تیغه
  • مهر و موم مکانیکی و بلبرینگ برای اطمینان نهایی
  • ساختار O-ring در سراسر پمپ و بدون واشر
  • شیر تسکین داخلی از پیش تنظیم شده کارخانه غیر قابل تنظیم
  • طراحی پایه تک محور فقط برای کاربردهای ثابت
  • سر و صدا و ارتعاشات کاهش دهنده طراحی سرکوب حفره
  • نگهداری آسان با هزینه های کم چرخه عمر
  • عملکرد بادوام و بدون دردسر
  • زندگی طولانی
  • حتی تضمین بارگیری با پشتیبانی متقارن بلبرینگ
  • قابلیت خود پرایمینگ و عملکرد خشک
  • بالابر با مکش بالا و سلب خط

 

 

 

 

 

 

 

پمپ پره ای – اجزاء، کارکرد، انواع، مزایا و معایب

دستهبندی نشده
رشید 0 نظر

پمپ پره ای یک پمپ جابجایی مثبت است که برای افزایش فشار سیال جاری با استفاده از پره هایی که روی روتور نصب شده اند استفاده می شود.
از این پمپ می توان برای انتقال سیال از نقطه ای به نقطه دیگر با فشار بالا استفاده کرد.
پره ها در پمپ پره ای می توانند دارای طول متغیر باشند یا می توانند برای حفظ تماس پره ها با دیواره پمپ در حین چرخش پره ها کشش داشته باشند.
پمپ پره ای توسط چارلز سی بارنز در سال 1874 .

پمپ های پره ای مدرن به جای داشتن یک تماس خطی، تماس سطحی بین روتور و استاتور دارند.

پمپ های پره ای معمولا در خودروها، فرمان برقی خودروها و همچنین در تهویه مطبوع استفاده می شود.
پمپ پره ای برای یک سیال بسیار چسبناک خوب نیست. پمپ های پره ای می توانند سیال ویسکوزیته متوسط ​​را تحمل کنند و برای جابجایی سیالات با ویسکوز کم مانند گاز LP، آمونیاک، حلال ها، الکل و غیره عالی هستند.
همچنین برای تبدیل گاز پرفشار به گاز کم فشار استفاده می شود.

تبلیغات

اجزای پمپ پره ای:

وین پمپ Vane

1) پوشش:
پوشش پوشش بیرونی پمپ پره ای است. تمام اجزای دیگر پمپ پره ای در داخل این محفظه وجود دارد.

دو پورت در بدنه وجود دارد:
i) پورت ورودی:
سیال از طریق این درگاه ورودی وارد پمپ می شود.
ii) پورت خروجی:
سیال فشار قوی از طریق درگاه خروجی پمپ را ترک می کند.

2) شفت:
یک شفت در داخل پمپ پره ای وجود دارد که به یک محرک اولیه متصل است.
یک روتور روی شفت نصب می شود و با استفاده از نیروی محرک اولیه می چرخد.
3) روتور:
روتور پمپ پره ای دارای شکاف هایی است که در فواصل مساوی در اطراف روتور قرار دارند.
این روتور دارای شکاف های شعاعی مختلفی در خود است.

4) پره های کشویی:
پره های کشویی در شکاف های روتور وجود دارد. پره های کشویی داخل شکاف های روتور آزادانه حرکت می کنند. پره های کشویی مستطیلی شکل هستند و با استفاده از فنر به روتور متصل می شوند.

5) حلقه بادامک:
حلقه بادامک در دیواره داخلی بدنه وجود دارد.

کار پمپ پره ای:

    • در ابتدا با استفاده از یک موتور الکتریکی برق به شفت پمپ تامین می شود.
    • پس از تامین نیرو، شفت شروع به چرخش می کند و روتوری که روی شفت نصب شده نیز شروع به چرخش می کند.
    • هنگامی که روتور می چرخد، پره های لغزشی موجود در شکاف های روتور، نیروی گریز از مرکز را تجربه می کنند که به صورت شعاعی به سمت بیرون هدایت می شود.
    • به دلیل نیروی گریز از مرکز بر روی پره های کشویی، پره ها به سمت بیرون حرکت می کنند و فنری که روتور و پره ها را به هم متصل می کند، کشیده می شود.
    • سپس فنرها گسترش می یابند و پره های کشویی با حلقه بادامک برقرار می کنند و این تماس تا زمانی که روتور می چرخد ​​برقرار می شود.
    • هنگامی که پره ها به موقعیتی می رسند که فاصله بین شفت روتور و پوشش کمتر است، فنر پره فشرده می شود تا تماس با حلقه بادامک حفظ شود. در این موقعیت، مساحت بین دو پره مجاور و پوشش نیز کمتر است، یعنی اندازه جیب کمتر است.
    • به طور مشابه، هنگامی که پره ها به موقعیتی می رسند که فاصله بین شفت روتور و پوشش بیشتر باشد، فنر پره برای حفظ تماس با حلقه بادامک منبسط می شود. در این موقعیت، مساحت بین دو پره مجاور و پوشش نیز بیشتر است.
    • هنگامی که روتور به طور مداوم می چرخد، پس از مدتی مکشی در درگاه ورودی ایجاد می شود که در نتیجه سیال به درگاه ورودی مکیده می شود.
    • سیالی که از طریق ورودی مکیده می شود بین دو پره مجاور گیر می کند و از آنجایی که پره ها همیشه با حلقه بادامک در تماس هستند، سیال چسبیده همراه با دو پره مجاور می چرخد.
    • سیال در حین حرکت از درگاه ورودی به درگاه خروجی، نیروی گریز از مرکز را تجربه می کند که فشار سیال را افزایش می دهد و این سیال پرفشار از طریق درگاه خروجی به ناحیه مورد نیاز تحویل می شود.
    • در نزدیکی ورودی پمپ پره ای، به دلیل افزایش فاصله بین شفت و پوشش، فضای بین دو پره مجاور افزایش می یابد. با افزایش فضای بین دو پره مجاور، یک خلاء در نزدیکی ورودی پمپ پره ایجاد می شود. به دلیل خلاء ایجاد شده، مکش شروع می شود و سیال از ورودی پمپ به داخل کشیده می شود.
تبلیغات
  • پس از آن، با ادامه چرخش روتور، فشرده سازی سیال محبوس شده به دلیل کاهش فضای بین پره های مجاور شروع می شود، یعنی اندازه پاکت کاهش می یابد. با کاهش اندازه پاکت، حجم سیال کاهش می یابد و سیال درگیر فشرده می شود و فشار سیال افزایش می یابد. پس از آن، سیال پرفشار از خروجی پمپ پره ای تخلیه می شود.

انواع پمپ های پره ای:

به طور عمده سه نوع پمپ پره ای وجود دارد:
1) پمپ پره ای نامتعادل
2) پمپ پره ای متعادل
3) پمپ پره ای با جابجایی متغیر

1) پمپ پره نامتعادل:
>> پمپ پره ای نامتعادل همان پمپ پره ای معمولی است که در این مقاله مطالعه کرده اید.
>> این شامل یک روتور استوانه ای است که به صورت افست در داخل یک پوشش دایره ای نصب شده است. به این معنی است که مرکز روتور استوانه ای و مرکز بدنه بر هم منطبق نیستند. مرکز بدنه و مرکز روتور در فاصله ای قرار دارند.

>> هیچ نشتی بین نوک پره ها و پوشش رخ نمی دهد.
>> یک رانش جانبی بر روی محور روتور به دلیل اختلاف فشار بین درگاه های ورودی و خروجی ایجاد می شود. به دلیل رانش جانبی روی شفت روتور، عمر بلبرینگ کاهش می یابد. به دلیل اختلاف فشار در ورودی و خروجی، این پمپ پره ای را پمپ پره ای نامتعادل .
>> در پمپ پره ای متعادل ، هیچ نیروی رانش جانبی روی شفت روتور وجود ندارد.

2) پمپ پره متعادل:
>> در پمپ پره ای متعادل، بدنه به شکل بیضوی است. مرکز روتور و پوشش بیضوی یکسان است و از افست استفاده نمی شود.
>> برای بالانس دو ورودی و دو خروجی در نظر گرفته شده است که به دلیل آن اختلاف فشاری بین ورودی و خروجی ایجاد نمی شود.

>> دو ورودی در طرف مقابل و دو خروجی در طرف مقابل یکدیگر قرار دارند.
>> به دلیل این نوع چینش ورودی ها و خروجی ها، رانش مساوی و مخالف متعادل می شود و بنابراین هیچ نیروی رانش جانبی توسط شفت روتور تجربه نمی شود.
>> پمپ متعادل خدمات بهتر و عمر طولانی تری می دهد.
>> اندازه جیبی بین دو پره هنگام حرکت از ورودی به ورودی افزایش می یابد و اندازه جیبی هنگام حرکت از ورودی به خروجی کاهش می یابد. از این رو مکش در درگاه های ورودی و تحویل در درگاه های خروجی وجود دارد.

3) پمپ پره ای با جابجایی متغیر:
>> در پمپ پره ای با جابجایی متغیر، اندازه جیبی می تواند متفاوت باشد.
>> با توجه به اندازه های مختلف جیب، تخلیه از پریز متفاوت است.
>> در این پمپ پره ای با جابجایی متغیر، پره در تماس مستقیم با پوشش نیست.

>> در بین پوشش و پره حلقه ای در نظر گرفته شده است که به این حلقه حلقه واکنش می گویند.
>> از یک طرف حلقه واکنش با پیچ تنظیم و از طرف دیگر با فنر متصل می شود.
>> پیچ تنظیم برای تغییر اندازه جیب این پمپ استفاده می شود.
>> با چرخاندن پیچ تنظیم می توان حلقه واکنش را به سمت بالا یا پایین حرکت داد.
>> با حرکت دادن حلقه واکنش به سمت بالا یا پایین، فاصله بین مرکز حلقه واکنش و مرکز روتور ایجاد می شود.
>> با افست ، اندازه جیبی نیز تغییر می کند و بنابراین تخلیه از پمپ متفاوت است.

مزایای پمپ پره ای:

1) می تواند مایعات با ویسکوزیته کم را در فشارهای بالا اداره کند.
2) می تواند برای دوره های کوتاه مدت را خشک کند.
3) این پمپ خلاء خوبی ایجاد می کند.

معایب پمپ پره ای:

1) طراحی پیچیده ای دارد.
2) برای سیال با ویسکوزیته بالا در فشار بالا نامناسب است.

مقدمه

پمپ های پره ای دوار نوعی پمپ جابجایی مثبت هستند. این نوع پمپ اغلب در هیدرولیک ، برای هوادهی (پمپ کردن هوا) و برای خلاء استفاده می شود. برخلاف پمپ های گریز از مرکز، پمپ های پره ای خود پرایم شونده .

انواع مختلفی از پمپ های پره ای معمولاً در دسترس هستند، که شامل متعادل ، نامتعادل ، ثابت و متغیر می شود پمپ های پره ای نوع

وین پمپ Vane

پمپ پره دوار

اجزاء

پمپ های پره ای دوار پیچیده تر از پمپ های دنده ای یا پمپ های پیستونی هستند. بدنه اصلی پمپ از یک حلقه بادامک , روتور و پره تشکیل شده است . یک فیلتر – یا چند فیلتر – در سمت مکش استفاده می شود تا از ورود ذرات خارجی و آسیب بعدی به داخل پمپ جلوگیری شود. شود . برای چرخاندن پمپ از موتور الکتریکی استفاده می

وین پمپ Vane

قطعات پمپ پره دوار

پمپ های پره ای دوار چگونه کار می کنند

ویدئوی زیر عصاره ای از دوره آموزشی آنلاین معرفی ترانسفورماتورهای الکتریکی است.

محیط جاری (گاز، مایع یا بخار) از طریق دریچه مکش . محیط وارد فضای بین یک جفت پره می شود. فضای حجمی بین حلقه بادامک و روتور به تدریج افزایش می یابد. با چرخش روتور، محیط بین یک جفت پره محبوس می شود تا زمانی که به پورت تخلیه برسد.

وین پمپ Vane

پورت مکش و تخلیه پمپ پره ای

با نزدیک شدن پره ها به پورت تخلیه، فضای حجمی بین حلقه بادامک و روتور به تدریج کاهش می یابد. این کاهش فضا، محیط را مجبور می کند تا از درگاه تخلیه خارج شود.

در این مرحله فضای بین پره ها خالی است و می توان این فرآیند را تکرار کرد.

آب بندی فضای بین پره ها و حلقه بادامک به دلیل نیروی گریز اعمال می شود که هنگام چرخش روتور، فشار هیدرولیک یا فشار فنر (چشمه های نصب شده در پشت پره ها) ایجاد می شود.

دلیل تغییر فضای حجمی به دلیل خارج بودن روتور ( offset ) از حلقه بادامک است. اگر روتور مستقیماً در مرکز حلقه بادامک قرار می گرفت، پمپ جریانی نداشت. هر چه روتور خارج از مرکز بیشتر باشد، جریان بیشتری را می توان از طریق پمپ به دست آورد.

وین پمپ Vane

نحوه تغییر جریان پمپ پره ای

طرح های پمپ پره ای

پمپ های پره ای در چندین طرح رایج موجود هستند.

  • متعادل – شامل یک روتور، دو حلقه بادامک، دو پورت مکش و دو پورت تخلیه است. بار روی بلبرینگ پمپ به دلیل طراحی متعادل است.
  • نامتعادل – شامل یک روتور، یک حلقه بادامک، یک پورت مکش و یک پورت تخلیه است. بار روی بلبرینگ پمپ متعادل نیست. پمپ های پره ای نامتعادل فقط برای کاربردهای کم بار مناسب هستند.
  • تحویل ثابت – پمپی که دبی ثابتی را ارائه می دهد (با فرض سرعت چرخش ثابت).
  • Variable Delivery – پمپی که نرخ جریان متغیری را بر اساس موقعیت حلقه بادامک به روتور ارائه می دهد.

مزایای

از مزایای پمپ های پره ای می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • می تواند گازها، مایعات و بخارات را پمپاژ کند.
  • خود پر کردن.
  • ضربان های فشار بسیار پایین
  • مناسب برای طیف وسیعی از فشارها و دماها.
  • ساکت (نه بلند).
  • نگهداری آسان (به خصوص اگر از کارتریج استفاده شود).
  • کارآمد (75-90%).

معایب

معایب پمپ های پره ای عبارتند از:

  • طراحی پیچیده.
  • حساس به ورود ذرات خارجی
  • برای سیستم های ساینده مناسب نیست.

اجزای مدل سه بعدی

این مدل سه بعدی تمام اجزای اصلی مرتبط با یک پمپ پره ای معمولی را نشان می دهد که عبارتند از:

  • روتور
  • حلقه بادامک (استاتور)
  • پره ها
  • موتور
  • صفحه انتهایی
  • فیلترها
  • جعبه صدا خفه کن

طراحی و تجزیه و تحلیل یک پمپ پره‌ای کشویی برای سیستم‌های تبدیل گرما به نیرو با استفاده از سیالات آلی

 

فابیو فاتیگاتی و استفانو مورگیا سیپولونه روبرتو a و
https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2017.06.083 حقوق و محتوا را دریافت کنید
Creative Commons مجوز
دسترسی آزاد

نکات برجسته

•ملاحظات طراحی برای پمپ پره کشویی ارائه شده است.
•در مقیاس کوچک ORC با استفاده از R236fa انجام شد.
•یک بعدی CFD از پمپ با استفاده از مجموعه داده تجربی توسعه و اعتبارسنجی شد.
•نقشه های عملکرد و پیشرفت های بالقوه پمپ بر اساس ویژگی های هندسی مختلف تشریح شده است.

خلاصه

کار تحقیقاتی فعلی ارتباط کار پمپاژ را در سیستم‌های بازیابی انرژی بر اساس چرخه‌های رانکین آلی (ORC) ارزیابی می‌کند و توسعه یک نمونه اولیه پمپ پره‌ای کشویی را برای واحدهای مقیاس کوچک ارائه می‌کند. این دستگاه جدید بر روی یک واحد قدرت مبتنی بر ORC برای تبدیل گرمای اتلاف به توان در کاربردهای هوای فشرده نصب شد که در آن منبع گرما یک روان کننده کمپرسور بود در حالی که هیت سینک آب لوله کشی بود. آزمایش‌ها با R236fa به‌عنوان سیال کار در افزایش فشار (3.9-9.7) و سرعت چرخش (500-1300) انجام شد.  دور در دقیقه). مجموعه داده تجربی برای اعتبارسنجی یک مدل عددی یک بعدی CFD پمپ پره کشویی توسعه یافته در محیط GT-SUITE™ استفاده شد. این مدل دینامیک سیالات و پدیده‌های اصطکاک را که در عملکرد پمپ دخیل هستند مانند پر کردن و تخلیه پره، نشتی و همچنین اصطکاک خشک و چسبناک بین اجزا در حرکت نسبی در نظر می‌گیرد. پلت فرم مدل سازی بیشتر برای بازیابی نقشه های عملکرد پمپ، تکامل فشار پره زاویه ای و همچنین برای شکستن تلفات نشت و اصطکاک مورد استفاده قرار گرفت. اثرات ویژگی های هندسی بر عملکرد پمپ در نهایت از طریق تغییرات نسبت ابعاد مورد بررسی قرار گرفت. با اشاره به بهترین نقطه عملیاتی آزمایشی (افزایش فشار 9.7، سرعت چرخش 1250  RPM)، شبیه‌سازی‌ها نشان داد که با استاتور 5 درصد بزرگ‌تر از اسمی و طول محوری تقریباً نصف شده، راندمان کلی پمپ را می‌توان از 36.9 درصد تجربی به مقدار 48.0 درصد افزایش داد.

کلید واژه ها

بازیابی حرارت هدر رفته
چرخه رانکین ارگانیک
پمپ جابجایی مثبت
پمپ پره ای کشویی
GT-SUITE™

1 . مقدمه

علیرغم پیشرفت‌ها در سیستم‌ها و فناوری‌های تبدیل انرژی، سیستم‌های صنعتی و حمل‌ونقل فعلی هنوز سهم قابل‌توجهی از انرژی فسیلی خود را به عنوان گرما در سطوح مختلف دمایی به محیط زیست رد می‌کنند. به منظور بهبود استفاده از سوخت های فسیلی و به نوبه خود، کاهش انتشار دی اکسید کربن مربوطه، تعدادی از تکنیک های بازیابی انرژی در دهه های گذشته توسعه یافته است. گرما به توان اتلاف سیستم‌های تبدیل ، رویکردی که با موفقیت در زمینه‌های مقیاس مگاوات دنبال شد، نصب مجموعه‌ای از دستگاه‌ها بود که به یک سیال آلی اجازه می‌داد تا دنباله‌ای از تبدیل‌های ترمودینامیکی را که معمولاً به عنوان رانکین ، با بخار خفیف سوپرگرم کردن (چرخه هیرن). به این دلایل، این فناوری ها به عنوان های چرخه رنکین آلی (ORC) شناخته می شوند.

در زمینه ORC، میزان دانشی که در ادبیات توسعه یافته است، فراوان است. به طور خاص، بیشتر کارهای علمی بر روی تجزیه و تحلیل قوانین 1 و 2، حرارتی و همچنین توسعه دستگاه های انبساط تمرکز دارند. با این حال، مشارکت های کمی در مورد ارتباط کار پمپاژ در سیستم های ORC و تأثیر آن بر خروجی بازیافت انرژی خالص بحث می کند. به عنوان یک پارامتر ثابت در محاسبات در نظر گرفته می دبی جرمی واحد بازیابی این فرض برای سیستم‌های بازیابی انرژی ثابت نسبتاً معقول است، اما اگر رژیم‌های عملیاتی ORC دارای انحراف زیادی با توجه به نقطه طراحی باشند، قابل قبول نیست، زیرا ممکن است در یک فرآیند صنعتی با چرخه کاری متغیر یا در سیستم‌های ORC خودرو رخ دهد.

برخلاف نیروگاه‌های بخار که چرخه ترمودینامیکی مرجع آنها هنوز یک چرخه رانکین است، در سیستم‌های ORC، به دلیل ویژگی‌های ترموفیزیکی سیالات آلی، انرژی ورودی برای تحت فشار قرار دادن سیال عامل به سهم بیشتری از کار انبساط نیاز دارد. به عنوان مثال، برای R245fa و R134a، نسبت بین مصرف برق پمپ و توان خروجی منبسط کننده (که معمولاً به عنوان Back Work Ratio (BWR) نامیده می شود) به ترتیب حدود 2 و 4 برابر آب است [1] . به طور خاص، کار پمپاژ ویژه برای سیالات کاری با دمای بحرانی بالا (به ویژه اگر بیشتر از 150  درجه سانتی گراد) کاهش می یابد، در حالی که رابطه مستقیمی با گرمای ویژه مایع [2] ، [3] . از سوی دیگر، دمای تبخیر باعث افزایش BWR و کار پمپاژ خاص می شود در حالی که گرمایش فوق العاده اثرات محدودی بر BWR [4] . ارتباط کار پمپاژ در معماری‌های ترمودینامیکی کفی جدید مانند چرخه فلاش سه جانبه (TFC) یا چرخه رنکین آلی فوق بحرانی که به ترتیب با دبی جرمی بالا برای پمپاژ یا نسبت فشار سیکل بالاتر مشخص می‌شوند، شدیدتر است [5] ، [6] .

موضوع دیگر پمپ های ORC کاویتاسیون . در واقع، کاویتاسیون با مایعات آلی خطرناک تر است، زیرا آنها معمولا دمای تبخیر و گرمای نهان کمتری نسبت به آب دارند [7] . به این دلایل، پمپ های ORC همیشه باید بالاتر از حد کاویتاسیون خود کار کنند. با این حال، افزایش حاشیه کاویتاسیون راندمان حرارتی ORC را کاهش می دهد، به ویژه برای کاربردهای بازیابی حرارت با درجه پایین [1] .

با این وجود، پمپ ممکن است نقش مهمی در کنترل سیستم تبدیل گرما به توان مصرفی داشته باشد. در واقع، یک استراتژی کنترل مناسب باید مدیریت نرخ جریان جرمی سیال و حداکثر فشار سیکل را برای کمک به پاسخ بازدهی سیستم ORC به تغییرات گذرا یا شبه پایدار شرایط عملیاتی در منابع گرم یا سرد مورد بررسی قرار دهد. در این زمینه با عمل بر روی پمپ می توان اقدامات کنترلی بر اساس سرعت یا دبی را انجام داد. به طور خاص، حتی اگر درایو مکانیکی پمپ با استفاده از تسمه یا گیربکس امکان پذیر است، سرعت پمپ معمولاً از طریق یک درایو فرکانس متغیر نصب شده در بالادست موتور الکتریکی که دستگاه را به حرکت در می آورد، تغییر می کند. روش دیگر، تنظیم بای پس دریچه ای را در نظر می گیرد که بخشی از سیال پمپ شده را به چرخش مجدد از تخلیه به مکش هدایت می کند [3] ، [8] .

از نظر فناوری، پمپ‌های گریز از مرکز برای کاربردهایی در نرخ جریان جرمی بالا و افزایش فشار کم مناسب هستند در حالی که ماشین‌های جابجایی مثبت می‌توانند افزایش فشار بالا را حتی در دبی جرمی کوچک فراهم کنند. علاوه بر این، رابطه متناسب بین سرعت جریان و سرعت چرخش، دسته دوم را برای اهداف کنترل بسیار مناسب می‌کند. با این وجود، با اشاره به کاربردهای در مقیاس متوسط ​​یا کوچک، فناوری پمپاژ نمی تواند از ارقام راندمان موجود برای سیستم های مقیاس بزرگ بهره شود. در واقع، در سیستم‌های ORC با توان خروجی در محدوده کیلووات، مقادیر تجربی مشترک به‌دست‌آمده برای راندمان پمپ بین 35% و 50% [1] که قطعا کمتر از ارقام طراحی معمولی فرض شده در مطالعات نظری است. اگر پمپ های رفت و برگشتی عالی حجمی را حتی در بارهای بالا [7] ، یک پمپ گریز از مرکز چند مرحله ای با استفاده از R123 منجر به راندمان تجربی بین 15.0٪ و 65.7٪ [4] شد. علاوه بر این مطالعات، پمپ‌های دنده‌ای و چند دیافراگمی نیز مورد آزمایش قرار گرفتند [9] در حالی که در Ref. [10] بالا و همکاران. یک پمپ پره کشویی ORC را با R11 و R113 آزمایش کرد تا بهترین سیال را شناسایی کند. این دو سیال آلی نیز با 10 درصد جرمی روغن کلاووس 68 به روانکاری در منبسط کننده مخلوط شدند. نتایج آن کار نشان داد که عملکرد پمپ هنگام کار با R113 و به طور کلی هنگامی که سیال کار با روغن مخلوط می‌شود، بهبود می‌یابد. علاوه بر این، برای افزایش فشار ثابت، سرعت جریان جرمی تقریباً به صورت خطی با سرعت تغییر می‌کند. با این حال، این رفتار فقط فراتر از یک آستانه مشخص رخ داده است. در واقع، در سرعت‌های دور پایین‌تر، از عمل آب‌بندی تیغه‌ها جلوگیری می‌شد و نیروی پمپ به طور کامل برای غلبه بر نشتی‌های داخلی، بدون هیچ جریان خروجی استفاده می‌شد.

علاوه بر این زمینه تحقیقاتی، پمپ های حرارتی سیال نیز در حال توسعه هستند [11] ، [12] . بر خلاف ماشین های مکانیکی یا الکتریکی، در این دستگاه ها مکانیسم پمپاژ توسط گرما تغذیه می شود. بنابراین، نیازی به قدرت منبسط کننده اضافی نیست. بنابراین، توان خروجی خالص و راندمان کلی ORC باید افزایش یابد. مزایای اضافی ادعا شده توسط این فناوری ها هزینه کم و قابلیت اطمینان بالا است. با این وجود، امکان سنجی فنی-اقتصادی این دستگاه ها چالش برانگیز است. در واقع، به دلیل تاخیر ایجاد شده توسط اینرسی حرارتی این سیستم ها، کل واحد ORC ممکن است به سرعت به تغییرات بار یا حالت های گذرا واکنش نشان ندهد. علاوه بر این، هزینه های بالای سرمایه گذاری برای تجهیزات بدون پمپ (مخازن، شیرها، سیستم کنترل و غیره)، به ویژه در مقیاس بزرگ، ممکن است به راحتی با فناوری پمپاژ معمولی بهتر از قبل شود.

در این زمینه، با هدف ارائه یک راه‌حل پمپاژ کارآمد، قابل کنترل و اقتصادی برای سیستم‌های ORC در مقیاس کوچک، تحقیق حاضر توسعه یک پمپ ORC با جابجایی مثبت را بر اساس فناوری پره‌های کشویی ارائه می‌کند. در مقایسه با ادبیات پیشرفته، این مقاله یک بررسی جامع از پمپ از جمله روش طراحی، آزمایش نمونه اولیه با سیالات کار امروزی و بهینه‌سازی بیشتر مبتنی بر مدل ارائه می‌کند که در نهایت امکان تشریح پیشرفت‌های بالقوه برای ماشین‌های نسل بعدی را فراهم کرد. . فعالیت آزمایشی بر روی یک میز آزمایش ORC در مقیاس کوچک انجام شد که با گرمای اتلاف یک روان کننده کمپرسور هوا تغذیه می شد در حالی که مدل پمپ پره کشویی در پلت فرم نرم افزار تجاری GT-SUITE™ توسعه داده شد. پس از کالیبراسیون مدل با استفاده از داده‌های تجربی، تحلیل‌های پارامتریک با اشاره به آن دسته از پارامترهای هندسی انجام شد که پس از طراحی مطالعه آزمایشی ، تأثیر عمده‌ای بر عملکرد پمپ نشان داد.

2 . ملاحظات طراحی

در یک ماشین پره کشویی، یک استوانه دوار (روتور) دارای تعداد معینی شیارهای محوری (شیارها) است که میزبان موازی تیغه های چرخش روتور باعث می شود که تیغه ها در امتداد شکاف ها بلغزند و به سطح داخلی سیلندر بزرگتری می رسند که معمولاً بی حرکت است و به نوبه خود استاتور . به این ترتیب، سلول ها ساخته می شوند و چرخش آنها به سیال عامل اجازه می دهد تا از مکش به تخلیه حرکت کند. پوشش های دیوار انتهایی نه تنها سلول ها را در جهت محوری بلکه میزبان یاتاقان ها یا بوش های شفت نیز هستند.

مکش و تخلیه می توانند به صورت محوری یا شعاعی قرار گیرند. به عنوان مثال، در دستگاه‌های جابجایی متغیر، پورت‌ها محوری هستند، زیرا ظرفیت بر اساس خروج از مرکز تنظیم می‌شود. این پارامتر، که به عنوان طول قطعه ای که مراکز استاتور و روتور را به هم متصل می کند، به همراه موقعیت پورت های زاویه ای تعریف می شود، برای طراحی صحیح ماشین . در واقع، خروج از مرکز بر تکامل حجم زاویه ای با اثرات مضر بر عملکرد ماشین تاثیر می گذارد. به طور خاص، یک خروج از مرکز کوچک به معنی گردش مجدد سیال از تخلیه به مکش است در حالی که مقادیر نزدیک به حداکثر یک (یعنی تفاوت بین شعاع استاتور و روتور) منجر به تغییرات حجمی زاویه ای می شود که معمولاً برای انجام فرآیندهای فشرده سازی و انبساط استفاده می شود. با این حال، به دلیل ماهیت تراکم ناپذیر سیال کار، حتی تغییرات جزئی حجم برای پمپ ها ممنوع است زیرا منجر به پیک فشار و گشتاور می شود که در نهایت طول عمر دستگاه را کوتاه می کند.

در مورد موقعیت دهی پورت زاویه ای، در کمپرسورها و منبسط کننده ها، درگاه های مکش و تخلیه دارای عرض و مکان های زاویه ای هستند که امکان رسیدن به نسبت حجم داخلی هدف را فراهم می کند. در پمپ‌ها، درگاه‌های مکش و تخلیه معمولاً در محدوده زاویه‌ای برابر با عرض زاویه سلول قرار دارند که اساساً به تعداد پره‌ها بستگی دارد. مقادیر نظری به هر حال باید با در نظر گرفتن ضخامت تیغه اصلاح شوند.

با فرض عدم حجمی تلفات جرمی به پارامترهای هندسی و عملیاتی بستگی دارد و می تواند به صورت معادله بیان شود. (1) (1)

که در آن V net ظرفیت خالص پمپ در هر سلول است که به عنوان اختلاف بین حجم سلول پس از مکش (V max ) و حجم پس از تخلیه (V min ) بیان می شود، که هر دو در شکل 1 .

وین پمپ Vane
  1. دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (110 کیلوبایت)
  2. دانلود: دانلود تصویر در اندازه واقعی

شکل 1 . هندسه پمپ پره کشویی: (الف) عدد تیغه زوج، خروج از مرکز بالا (ب) عدد پره فرد، خروج از مرکز پایین.

با اشاره به یک پمپ با آرایش شیارهای شعاعی و تعداد پره های زوج، شبکه می توان با استفاده از معادله بیان کرد. (2) [13] . (2)

حتی در اولین مرحله از فرآیند طراحی که در معادله خلاصه شده است. (2) ، می توان دید که ماشین های پره کشویی آزادی طراحی قابل توجهی را ارائه می دهند. با این حال، هر یک از متغیرهای طراحی معرفی شده در اینجا نه تنها بر عملکرد، بلکه بر ساختار، تولید و اقتصادی نیز تأثیر می گذارد. برخی از این تعاملات در این مقاله در سطح شبیه سازی نشان داده شده است.

3 . توسعه و آزمایش نمونه اولیه

در کمپرسورهای روغنی، تزریق روان کننده با هدف به حداکثر رساندن حجمی از طریق آب بندی افزایش یافته، کاهش اصطکاک و برای اهداف خنک کننده است. همانطور که در شکل 2 الف ، در یک کمپرسور پره کشویی تزریق روغن در فاز فشرده سازی حجم بسته انجام می شود. روغن پس از مخلوط شدن، فشرده شدن و در نهایت تخلیه همراه با هوا، از هوا جدا شده و در روغن مدار به دلیل اصطکاک و فرآیند فشرده سازی ، دمای روغن در خروجی کمپرسور ممکن است به 90 تا 120  درجه سانتیگراد برسد. بنابراین، برای جلوگیری از تغییر خواص روان کننده ، معمولاً قبل از تزریق مجدد، روغن را در رادیاتور خنک می کنند.

وین پمپ Vane
  1. دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (743 کیلوبایت)
  2. دانلود: دانلود تصویر در اندازه واقعی

شکل 2 . تجزیه انرژی در یک کمپرسور پره کشویی: (الف) مسیرهای هوا و روغن (با مجوز از Ing. Enea Mattei SpA) (ب) نمودار سانکی .

با ارجاع به داده های تجربی ارائه شده در [14] ، [15] ، تجزیه انرژی کمپرسور انجام شد و در شکل 2 ب گزارش شد. از این ارزیابی به دست آمد که گرمای اتلاف اتلاف شده در رادیاتور روغن تقریباً 80 درصد از توان الکتریکی تامین شده از زمان تلفات مکانیکی و بیشتر پدیده های انتقال حرارت را تشکیل می دهد که از فرآیند مکش تا تحویل هوای پرفشار به خط هوای فشرده به افزایش دمای روغن کمک می کند. نصب مبدل حرارتی برای بازیابی گرمای هدر رفته از یک کمپرسور هوا و استفاده از آن برای رفع سایر نیازهای حرارتی سایت صنعتی، یک عمل رایج در صنعت است [16] . ، از طریق یک چیلر جذبی ، گرما را می توان برای تأمین خنک کننده محل صنعتی یا افزایش عملکرد حجمی ماشین، همانطور که در توربین های گازی [17] . با این وجود، ممکن است نیازی به گرمایش یا سرمایش اضافی نباشد. در این شرایط، تبدیل گرمای تلف شده به برق برای کاهش مصرف انرژی کلی کمپرسور و محدود کردن هزینه های سرمایه گذاری به دلیل تجهیزات اضافی (لوله کشی، مخازن ذخیره و غیره) ترجیح داده می شود. به این دلایل، یک واحد برق پلاگین و بازی مبتنی بر ORC ساخته شد و با یک کمپرسور پره کشویی صنعتی همراه شد. عملکرد بازیابی انبساط پره کشویی که این واحد بکار می‌برد، در Ref. [18] .

این ORC کاربرد توسعه داده شده است یک دستگاه چهار پره فشرده است که پارامترهای هندسی اصلی آن در جدول 1 است. شکل 3 علاوه بر این تصویری از نمونه اولیه و نمای مقطعی با نشانه هایی از مکان های اندازه گیری را گزارش می دهد. سیال کاری مخلوطی از R236fa و 5% جرمی روغن POE برای بهبود روانکاری و آب بندی بود.

جدول 1 . پارامترهای طراحی

قطر روتور 30.0 میلی متر
قطر استاتور 32.5 میلی متر
تعداد پره ها 4
جابه جایی 2 سانتی متر 3
حداکثر دمای عملیاتی 120 درجه سانتی گراد
وین پمپ Vane
  1. دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (402 کیلوبایت)
  2. دانلود: دانلود تصویر در اندازه واقعی

شکل 3 . ORC : (الف) تصویر با نشانه های جهت جریان و حس چرخش، (ب) نقل قول مقطع دو بعدی در طول وسط و طرح سنسور.

پمپ به طور مستقیم با یک موتور الکتریکی بدون جاروبک همراه بود که امکان تغییر سرعت چرخش پمپ و به نوبه خود نقطه عملکرد کل سیستم بازیابی را فراهم می کرد. علاوه بر این، اندازه گیری مستقیم سرعت چرخش و اندازه گیری غیرمستقیم گشتاور از جریان الکتریکی را نیز فراهم می کند. مبدل‌های فشار نوع T ترموکوپل‌های نیز در سراسر پمپ برای نظارت بر شرایط ترمودینامیکی ورودی و خروجی سیال کار نصب شده‌اند. سرعت جریان جرمی در نهایت ناشی از تعادل انرژی در اواپراتور است. با این حال، این محاسبه غیر مستقیم منجر به عدم قطعیت اندازه گیری بزرگی شد که در جدول 2 است. از تجزیه و تحلیل حساسیت، مقادیری که بیشتر در چنین عدم قطعیت بالایی نقش دارند، دمای روغن در سراسر اواپراتور است.

جدول 2 . عدم قطعیت اندازه گیری

درجه حرارت ± 0.5  درجه سانتی گراد
فشار ± 0.1  بار
سرعت انقلاب ± 1  دور در دقیقه
نرخ جریان روغن ± 0.3  لیتر در دقیقه
قدرت مکانیکی ± 3  وات
نرخ جریان جرمی ± 9٪ مقدار اندازه گیری شده

شکل 4 خلاصه ای از کمپین آزمایشی را گزارش می کند. اندازه گیری ها با استفاده از یک میز تست اختصاصی برای پمپ انجام نشد، بلکه با استفاده از سیستم ORC به عنوان بار فشاری انجام شد. به نوبه خود، شرایط ورودی توسط دمای آب در کندانسور ثابت شد. به طور خاص، در تمام آزمایش‌ها میانگین مقادیر فشار ورودی و دما به ترتیب 3.4 بار در a و 22.5  درجه سانتی گراد بود. با اعمال سرعت چرخش پمپ از 500  دور در دقیقه تا 1300  دور در دقیقه، فشار مطلق خروجی می تواند از 6.7 تا 12.4  بار تغییر کند.

وین پمپ Vane
  1. دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (362 کیلوبایت)
  2. دانلود: دانلود تصویر در اندازه واقعی

شکل 4 . خلاصه ای از کمپین آزمایشی ORC : هر نماد به یک آزمایش معین اشاره دارد. مثلث وارونه یک پرت است.

همانطور که در شکل 4 الف ، سرعت جریان جرمی متناسب با سرعت چرخش است و از 30  گرم در ثانیه تا 119  گرم در ثانیه متغیر است. از سوی دیگر، توان مکانیکی، محاسبه شده به عنوان حاصل ضرب گشتاور و سرعت چرخش، در شکل 4 ب ارائه شده است و از 157 تا 289  وات است. شکل 4 c و d عملکرد پمپ را از نظر حجمی و آدیاباتیک-ایسنتروپیک نشان می دهد. بهره وری به ترتیب. پارامتر اول به عنوان نسبت دبی جرمی تجربی و پارامتر ایده آل محاسبه شده است که از معادله حاصل می شود. (1) . بازده آدیاباتیک-ایسنتروپیک به عنوان نسبت تفاوت آنتالپی بین ایزنتروپیک و تجربی محاسبه شده است.

شکل  4c نشان می دهد که راندمان حجمی مقدار ثابت 51% را در سرعت های دور بیش از 900  RPM در نظر می گیرد. قبل از این مقدار، افزایش خطی راندمان حجمی با سرعت چرخش به دلیل عمل آب بندی پیشرونده در شکاف نشت نوک تیغه ناشی از نیروی گریز از مرکز مشاهده می شود. در محدوده کاری زیر 900  دور در دقیقه و با افزایش فشار کمتر از 6.5  بار، پمپ قطعا به درستی کار نمی کند. در واقع سرعت‌های دور پایین باعث ایجاد لایه‌های لایه‌های مایع بین اجزا در حرکت نسبی نمی‌شود و در نتیجه قدرت مکانیکی به دلیل تلفات اصطکاک . رفتار مشابهی در Ref. [10] و توسط شکل  4 e تایید شده است که گشتاور در مقابل افزایش فشار را نشان می دهد. فراتر از افزایش فشار 6.5  بار و سرعت چرخش بیشتر از 900 RPM، به لطف ایجاد پدیده های روانکاری صحیح به دلیل روغن و همچنین سیال آلی مایع، قدرت مکانیکی افزایش می یابد اما گشتاور در محدوده بین 2.0 تا 2.5 باقی می ماند.  N  m. بنابراین، حتی اگر قدرت اصطکاک افزایش یابد، قدرت سیال آن را با سرعت بیشتری انجام می دهد. این منجر به راندمان آدیاباتیک-ایسنتروپیک بیشتر می شود همانطور که در شکل 4 d نشان داده شده است و با شکل 4 f تایید شده است که افزایش دما را در سرعت های چرخش مختلف گزارش می دهد. به طور خاص، در رژیم های عملیاتی کم، توان اصطکاک در واحد جرم بالا است و منجر به افزایش دمای سیال در خروجی پمپ بیش از 1.0  درجه سانتی گراد می شود. پس از آن، قدرت اصطکاک به مقدار بیشتری از سیال که تحت افزایش دما بین 1.0  تا 0.7  درجه سانتیگراد قرار می گیرد، توزیع می شود. افزایش عملکرد به دلیل عملکرد حجمی و مکانیکی بهتر در رژیم های کاری که با افزایش فشار بالا مشخص می شود و سرعت چرخش به بهترین مقدار در 1250 RPM و با افزایش فشار 9.7 می رسد. در این نقطه، راندمان آدیاباتیک-ایسنتروپیک برابر با 63 درصد و بازده حجمی برابر با 51 درصد است.

4 . مدل عددی

ساختار ORC مدل پمپ شکل  5 نتیجه سفارشی سازی الگوی GT-SUITE™ برای ماشین های پره کشویی است. از شرایط مرزی ورودی ، سیال از طریق یک منیفولد که در زبان فنی نرم افزار به آن “flowsplit” گفته می شود، وارد سلول ها می شود. سلول های پمپ پره ای به عنوان ظرفیت هایی در نظر گرفته می شوند که حجم آنها از طریق ماژول هندسی مدل محاسبه می شود که به مقادیر ورودی گزارش شده در جدول 1 دارد. فلو اسپلیت های اضافی برای جمع آوری سیال در پایین دست سلول ها و رساندن آن به خروجی پمپ و همچنین برای جمع آوری جریان های نشتی در امتداد شکاف های روتور استفاده می شود. بلوک مستطیلی در سمت راست پایین شکل  5 a شفت را شبیه سازی می کند در حالی که ماژول اصطکاک در سمت راست بالای شکل 5 a مقادیر فشار و سرعت را از سلول ها و شفت دریافت می کند، تلفات اصطکاک را و در نهایت آنها را به سمت راست می فرستد. ترکیبات شفت برای محاسبه نهایی کل مصرف انرژی و عملکرد پمپ.

وین پمپ Vane
  1. دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (468 کیلوبایت)
  2. دانلود: دانلود تصویر در اندازه واقعی

شکل 5 . مدل عددی پمپ پره ای کشویی (الف) با محل نشتی و اصطکاک (ب).

الگوی ماشین پره سه نوع جریان نشتی را شامل می شود: همانطور که در شکل 5 ب نشان داده شده است، ممکن است بین صفحات روتور و دیواره انتهایی (A)، در سراسر نوک پره ها (B) و در نهایت بین طرف پره و شکاف های روتور (C) رخ دهد. ). اولین مسیر نشتی به عنوان یک روزنه مدل‌سازی می‌شود و دبی جرمی با استفاده از معادله محاسبه می‌شود. (3) . (3)

از سوی دیگر، در مکان‌های (B) و (C) نشت سیال از میان شکاف‌های محکمی که سطوح ثابت و متحرک را در حرکت نسبی جدا می‌کنند، رخ می‌دهد. در این موارد، دبی جرمی نشتی با استفاده از محلول جریان Poiseuille/Couette برای جریان بین صفحات موازی، مانند معادله محاسبه می‌شود. (4) . (4)

علاوه بر یاتاقان ها، مسیرهای نشتی (B) و (C) نیز منابع اصطکاک چسبناک و خشک تلفات به طور خاص، اصطکاک ویسکوز با توجه به تعریف کلاسیک برای سیالات نیوتنی ( (5) ) مدل شد در حالی که اصطکاک خشک از محاسبه دینامیک تیغه ها بسیار ساده شده (معادل (6) ) حاصل می شود. (5)

(6)

نرم افزار تجاری GT-SUITE™

بر اساس فرمول بندی تک بعدی معادلات ناویر-استوکس و بر اساس گسسته سازی فضایی است. بر اساس این رویکرد، هر سیستمی به یک سری از ظرفیت ها گسسته می شود، به طوری که منیفولدها و سلول های پمپ با حجم های منفرد نشان داده می شوند در حالی که لوله ها به یک یا چند حجم تقسیم می شوند. این حجم ها در نهایت توسط مرزها به هم متصل می شوند. متغیرهای اسکالر (فشار، دما، چگالی، انرژی داخلی، آنتالپی و غیره) در هر حجم یکنواخت فرض می شوند. از سوی دیگر، متغیرهای برداری (شار جرمی، سرعت، شار کسر جرمی و غیره) برای هر مرز محاسبه می‌شوند [19] . مسئله عددی با استفاده از یک طرح صریح رانگ-کوتا مرتبه پنجم حل شد. شرایط مرزی مقادیر فشار و دما در ورودی و خروجی پمپ و همچنین سرعت چرخش اعمال شده در شفت بود. علاوه بر این، برای ارضای شرط کورانت که پایداری در برابر مسئله عددی را تضمین می‌کند، زاویه میل لنگ روی 1 درجه تنظیم شد. به نوبه خود، گام زمانی واقعی شبیه سازی به گام زاویه میل لنگ و سرعت چرخش در نقطه عملیاتی داده شده بستگی دارد. علیرغم هزینه محاسباتی کمی بیشتر، طرح راه حل تجربی اجازه می دهد تا پیش بینی های دقیق تری از ضربان فشار . میانگین مدت یک شبیه سازی با استفاده از 1 پردازنده منطقی پردازنده Intel® Core™ i7-6700 @ 3.40  گیگاهرتز 44 ثانیه بود در حالی که RAM 400  مگابایت بود.

کالیبراسیون مدل با اشاره به فشار خروجی تجربی، سرعت جریان جرمی و توان مکانیکی انجام شد. این فرآیند از نظر تئوری مستلزم دانش تمام شکاف‌های فاصله، ضرایب اصطکاک خشک و تغییرات آنها با شرایط عملکرد پمپ (افزایش فشار، دما، سرعت چرخش) است. برای کاهش تعداد شبیه‌سازی‌ها، تأثیر ضرایب کالیبراسیون بر شاخص‌های عملکرد پمپ با توجه به طراحی تئوری آزمایش [20] شد. مستقیم روش بهینه‌سازی در نهایت به تنظیم مرتبط‌ترین ضرایب کالیبراسیون اجازه داد تا نتایج عددی با نتایج تجربی در یک باند خطا برابر با عدم قطعیت اندازه‌گیری مطابقت داشته باشد. ضرایب کالیبراسیون نهایی در جدول 3 است. این مقادیر عددی، به ویژه قطر معادل مسیر نشتی جانبی، به سختی می تواند با ابعاد هندسی واقعی دستگاه مرتبط باشد. در واقع، تلورانس‌های ساخت و نصب و همچنین شکل گذرگاه واقعی، که به صورت یک روزنه تقریبی می‌شود، برخی عدم قطعیت‌ها را در تخمین ابعاد معادل ایجاد می‌کند. با این وجود، اگر داده های تجربی در دسترس نباشد، اولین حدس از پارامترها گزارش شده است جدول 3 را می توان از مشخصات هندسی دستگاه پره کشویی به طور نسبی تخمین زد.

جدول 3 . خلاصه ضرایب کالیبراسیون مدل.

ضریب کالیبراسیون ارزش
قطر معادل مسیر نشتی جانبی (A در شکل 5 ج) 1.41  میلی متر
فاصله بین نوک تیغه و استاتور (B در شکل 5 ج) 2  میکرومتر
فاصله بین شکاف روتور و تیغه (C در شکل 5 c) 30  میکرومتر
عجیب و غریب 1.25  میلی متر
ضرایب اصطکاک خشک (B و C در شکل 5 ج) 0.1

در میان خروجی‌های شبیه‌سازی، مدل تجزیه توان اصطکاک را ارائه می‌کند و گردش مجدد نرخ جریان را در مسیرهای نشتی تخمین می‌زند. تلفات اصطکاک عمدتاً با اتلاف توانی که بین استاتور پیشرفته‌تر مدل‌های اصطکاک برای ماشین‌های پره‌های لغزنده [14] ، [15] . همانطور که در جدول 4 ، این سهم بیش از 90٪ از کل تلفات اصطکاک است و به صورت نسبی به سرعت چرخش و افزایش فشاری که پمپ در آن کار می کند بستگی ندارد. از طرف دیگر، نشتی عمدتاً بین صفحات روتور و دیواره انتهایی رخ می دهد و به طور قابل توجهی به شرایط عملکرد پمپ بستگی دارد. از این رو، اثر آنها را نمی توان مانند جدول 4 ، اما در نقشه عملکرد شکل 7 که در بخش 5 .

جدول 4 . تجزیه قدرت اصطکاک.

قسمت متحرک قسمت ثابت سلول خالی
نوک تیغه استاتور 94.0٪
سمت روتور صفحه دیوار انتهایی 0.1٪
سمت تیغه صفحه دیوار انتهایی 0.1٪
سمت تیغه شکاف روتور 1.0٪
بلبرینگ 4.8٪
وین پمپ Vane
  1. دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (151 کیلوبایت)
  2. دانلود: دانلود تصویر در اندازه واقعی

شکل 6 . تکامل فشار سلول زاویه ای و تعامل با پورت های مکش و تخلیه .

وین پمپ Vane
  1. دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (145 کیلوبایت)
  2. دانلود: دانلود تصویر در اندازه واقعی

شکل 7 . منحنی های عملیاتی

علاوه بر نشت و خرابی از دست دادن اصطکاک، خروجی اساسی مدل، تکامل فشار سلول زاویه ای است. شکل 6 این بخش از اطلاعات را با اشاره به نواحی درگاه مکش و تخلیه ، یعنی نواحی مشاهده شده توسط سلول در طی فرآیندهای پر کردن و تخلیه گزارش می کند. این منحنی‌ها روند معمولی را برای چیدمان درگاه شعاعی نشان می‌دهند: در فاز اول، درگاه مکش به تدریج به سمت موقعیتی باز می‌شود که محور پره تقریباً با مجرای ورودی تراز است، مانند شکل 3 . پس از یک فاز کوتاه که پره به طور کامل در معرض مجرا قرار می گیرد، ناحیه مکش به تدریج کاهش می یابد. قرارگیری صحیح پورت های مکش و تخلیه تضمین می کند که پس از مکش ایزوباریک، فشار سلول در دمای 180 درجه افزایش ناگهانی به سمت مقدار تخلیه با روند میرایی کمتر را تجربه می کند. برهمکنش بین سلول مرجع و سلول های مجاور را می توان در 90 درجه و 270 درجه مشاهده کرد. در این موقعیت ها بدون شک نشتی رخ می دهد.

5 . نقشه های عملیاتی

تنظیم شبیه‌سازی بازیابی شده از فرآیند کالیبراسیون بیشتر برای ارزیابی قابلیت‌های پمپ در رژیم‌های گسترده‌تر به‌کار گرفته شد، به طوری که منحنی‌های عملیاتی و نقشه‌های عملکرد را می‌توان استخراج کرد. شبیه‌سازی‌ها با تغییر سرعت چرخش از 1250  دور در دقیقه به 3950  دور در دقیقه انجام شد، در حالی که فشار خروجی سیال عامل به گونه‌ای متفاوت بود که برای شرایط ورودی یکسان، افزایش فشار بین 0 تا 22.5  بار متغیر بود. شکل 7 نقاط عملیاتی شبیه سازی شده و خطوط تمایل را با سرعت چرخش ثابت نشان می دهد. در افزایش فشار بسیار کم (0-5  بار)، منحنی های عملیاتی با یک روند سهموی مطابقت دارند. پس از آن ماهیت تناسب خطی می شود، مطابق با حجمی ماهیت این رفتار منعکس‌کننده مشاهدات تجربی روی یک پمپ پره‌ای کشویی آب است که در آن نشان داده شد که منحنی‌های عملیاتی به دلیل بهبود بازده حجمی، در سرعت‌های دور بالا به خطوط عمودی تمایل دارند. در واقع، نیروی گریز از مرکز بیشتر، که در سرعت‌های دور بالا رخ می‌دهد، شکاف خلاصی نوک را کاهش می‌دهد و به نوبه خود، نشت مایع بین پره‌های متوالی را کاهش می‌دهد. [21] .

تأثیر شکاف فاصله بین صفحات روتور و دیوار انتهایی در شکل 8 با اشاره به شبیه سازی ها در 1250 RPM نشان داده شده است. نمودار بیشتر معادله منحنی کالیبراسیون را کند. اگر شکاف خلاصی افزایش یابد، نشت سیال در سراسر بحرانی ترین مکان، کمی بازده حجمی پمپ را بدتر می کند، همانطور که با افزایش شیب در منحنی های عملیاتی تأیید می شود.

وین پمپ Vane
  1. دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (153 کیلوبایت)
  2. دانلود: دانلود تصویر در اندازه واقعی

شکل 8 . اثر فاصله گذاری جانبی در 1250  RPM.

با اشاره به معادلات (7) ، (8) ، نقشه های عملکرد بازده حجمی و کل پمپ به ترتیب در شکل 9 ، شکل 10 . هر دو این شکل‌ها از درون‌یابی دو بعدی شبیه‌سازی‌ها به‌دست می‌آیند، به طوری که گرادیان بین داده‌های شبیه‌سازی‌شده و درون‌یابی شده تا حد ممکن در همه جا صاف بود. (7)

(8)

وین پمپ Vane
  1. دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (233 کیلوبایت)
  2. دانلود: دانلود تصویر در اندازه واقعی

شکل 9 . حجمی نقشه بازده

وین پمپ Vane
  1. دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (198 کیلوبایت)
  2. دانلود: دانلود تصویر در اندازه واقعی

شکل 10 . نقشه کارایی کل

نقشه کارایی حجمی شکل 9 نشان می دهد که در ناحیه آزمایشی (1000-1500 RPM، 0-10  bar) مقادیر بیشتر از 90% قابل دستیابی است. با این حال، این عملکرد در افزایش فشار بالا کاهش می یابد زیرا جریان های نشتی توسط گرادیان فشار . از سوی دیگر، سرعت‌های دور بالاتر به دلیل زمان ماندن کوتاه‌تر جریان‌های نشتی که در یک چرخه محاسبه می‌شود، منجر به بهبود بازده حجمی قابل‌توجهی می‌شود.

بر خلاف راندمان حجمی که منحصراً به دینامیک سیال بستگی دارد، راندمان کل علاوه بر پدیده های اصطکاک را به حساب می آورد. به طور خاص، نقشه کارایی گزارش شده در شکل 10 عملکرد حدود 10 تا 40 درصد را برای منطقه آزمایشی نشان می دهد. برای سرعت چرخش معین، بازده کل با افزایش فشار بیشتر به دلیل عملکرد حجمی بدتر از تغییرات تلفات اصطکاک کاهش یابد. در واقع، مقدار کمتر سیالی که به طور موثر توسط پمپ تحت فشار قرار می‌گیرد، توان هیدرولیکی را که شماره‌کننده معادله است کاهش می‌دهد. (8) . اگرچه سرعت چرخش بالا بدون شک تلفات اصطکاک را افزایش می دهد، این روند در شکل 10 به دلیل عملکرد مثبتی که سرعت چرخش بر روی ویژگی های حجمی پمپ انجام می دهد. این روند در Ref. [21] . حداکثر راندمان کل پمپ پیش بینی شده باید در سرعت چرخش 3000 RPM به 50% برسد و فشار معادل 25  بار افزایش یابد.

6 . بهینه سازی عملکرد

از جمله مزایای دستگاه های پره کشویی، انعطاف پذیری هندسی یکی از قابل توجه ترین آنها است. در واقع، ماشین‌های پره کشویی می‌توانند شکل خود را با توجه به محدودیت‌های ابعادی تطبیق دهند، اما همچنان همان ظرفیت را حفظ می‌کنند. علاوه بر این، هندسه تأثیر مستقیمی بر بازده کل دستگاه دارد زیرا طول مشخصه بر تلفات اصطکاک . به منظور بررسی اثرات نسبت ابعاد متفاوت، که به عنوان نسبت بین طول محوری و استاتور دستگاه تعریف می‌شود، پلت فرم مدل‌سازی با اشاره به تغییرات هندسی که جابجایی یکسان را تضمین می‌کند، بیشتر مورد بهره‌برداری قرار گرفت. این شرایط نشان می دهد که تغییر قطر استاتور منجر به تغییر مخالف طول محوری می شود. از سوی دیگر، سایر ویژگی های هندسی از جمله قطر روتور ثابت نگه داشته شد. به طور خاص، چهار پیکربندی طراحی فهرست شده در جدول 5 با اشاره به نقطه آزمایشی بهینه (Δp 9.7  بار، 1250 RPM) و با توجه به یک محدوده عملیاتی گسترده تر، مانند آنچه در گزارش شده است، در نظر گرفته شد. شکل 10 ، شکل 11 ، شکل 12 ، شکل 13 ، شکل 14 .

جدول 5 . خلاصه عملکرد نسبت ابعاد (

9.7  بار، 1250  دور در دقیقه).

سلول خالی
[mm]
[mm]
[W/mm]
[%]
شکل 11 30.9 (-5.0٪) 90.8 5.87 17.5
شکل 12 31.7 (-2.5٪) 45.7 6.09 28.7
شکل 10 32.5 (اسمی) 30.0 6.30 36.9
شکل 13 33.3 (+2.5%) 22.0 6.52 43.1
شکل 14 34.1 (+5.0%) 17.3 6.73 48.0
وین پمپ Vane
  1. دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (120 کیلوبایت)
  2. دانلود: دانلود تصویر در اندازه واقعی

شکل 11 . نقشه بازده کل: R st -5٪

وین پمپ Vane
  1. دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (141 کیلوبایت)
  2. دانلود: دانلود تصویر در اندازه واقعی

شکل 12 . نقشه بازده کل: R st -2.5٪

وین پمپ Vane
  1. دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (156 کیلوبایت)
  2. دانلود: دانلود تصویر در اندازه واقعی

شکل 13 . نقشه بازده کل: R st + 2.5%

وین پمپ Vane
  1. دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (161 کیلوبایت)
  2. دانلود: دانلود تصویر در اندازه واقعی

شکل 14 . نقشه بازده کل: R st + 5.0%

جدول 5 یک رابطه غیر خطی بین قطر استاتور و طول ماشین را نشان می دهد. با این حال، قابل توجه ترین روند مربوط به بزرگی تغییرات است. در واقع، در چنین ابعاد کوچکی، برای جبران تغییر سطح مقطع، تغییرات زیادی در طول محوری دستگاه مورد نیاز است: به عنوان مثال، با توجه به ابعاد اسمی نمونه آزمایشی، کاهش 5٪ در قطر استاتور. با افزایش طول استاتور 300٪ جبران می شود. بنابراین، حتی اگر تلفات توان اصطکاک ویژه با قطر استاتور به دلیل کاهش سرعت نوک محیطی همانطور که در [15] ، [22] کاهش یابد، زیرا افزایش طول بسیار مهمتر از کاهش تلفات ویژه به صورت مطلق است. روند برعکس است علاوه بر این، همانطور که در شکل 11 ، شکل 12 ، شکل 13 ، شکل 14 ، این اثر نیز مستقل از نقطه عملیاتی است. به ویژه حداکثر راندمان کل پمپ، و همچنین مقادیر دیگر در نقاط عملیاتی همولوگ، از مقدار 25٪ به 55٪ افزایش می یابد که از قطر استاتور 30.9 حرکت می کند.  میلی متر ( شکل 11 ) به مقدار 34.1  میلی متر ( شکل 14 ). با توجه به نقطه کار جدول 5 ، افزایش بازده پمپ 11 درصدی با استاتور 5 درصد بزرگتر از اسمی و طول تقریباً نصف شده پیش بینی شده است. از سوی دیگر، هیچ تغییر مرتبطی در بازده حجمی قابل مشاهده نبود (یا حداقل با مدل 1 بعدی پیش‌بینی شد) و بنابراین گزارش نشد.

7 . نتیجه گیری

کار پمپاژ در رانکین که با سیالات آلی کار می‌کنند به اندازه‌ای که سیال عامل آب بود ناچیز نیست. به همین دلیل، تلاشی برای پر کردن این شکاف فن‌آوری در این مقاله تحقیقاتی از طریق توسعه یک پمپ چرخشی که به طور خاص برای مقابله با یک سیال آلی (R236fa) طراحی شده است، ارائه شده است. نمونه اولیه بر روی یک واحد بازیابی انرژی مبتنی بر ORC در مقیاس کوچک با استفاده از یک روان کننده کمپرسور به عنوان منبع گرم و به عنوان منبع سرد از آب لوله کشی آزمایش شد. سرعت چرخش و فشار خروجی پمپ پارامترهایی بودند که برای دستیابی به افزایش فشار سیکل بین 3.9 و 9.7 تغییر کردند. در این شرایط آزمایشی، توان مکانیکی ورودی بین 157  وات و 289  وات متغیر بود. فعالیت آزمایشی نشان داد که عملکرد صحیح پمپ فراتر از یک رژیم معین تضمین می‌شود، که در مطالعه فعلی 6.5  بار به عنوان افزایش فشار و 900  RPM به عنوان سرعت چرخش بهترین نقطه عملکرد در 1250  RPM و با افزایش فشار 9.7  بار رخ داد. در این شرایط عملیاتی بازده پمپ آدیاباتیک-ایسنتروپیک برابر با 63 درصد بود در حالی که حجمی به 51 درصد رسید.

کمپین آزمایشی بیشتر به عنوان مرجع برای کالیبره کردن یک مدل تک بعدی از پمپ در نظر گرفته شد که به ترسیم نقشه‌های عملکرد پمپ در محدوده عملیاتی گسترده‌تر اجازه می‌دهد. این مدل علاوه بر این، تجزیه‌ای از جریان‌های نشتی را ارائه می‌کند که نشان می‌دهد منبع اصلی نشت شکاف بین صفحات روتور و دیواره انتهایی است. با توجه به پیکربندی طراحی که آزمایش شد و نقشه های عملیاتی شبیه سازی شده، پمپ مقادیر بسیار جذابی را برای بازده حجمی نشان داد در حالی که راندمان کل هنوز نیاز به بهبود دارد.

بنابراین، یک بهینه‌سازی هندسی دستگاه با اشاره به نسبت‌های مختلف بین طول محوری و استاتور اما بدون تغییر ظرفیت پمپ مورد بررسی قرار گرفت. اگرچه تجزیه تلفات کلی توان ناشی از اصطکاک نشان داد که مرتبط‌ترین مکان، ناحیه بین استاتور و نوک تیغه است، کاهش قطر استاتور مزایای مورد انتظار را ایجاد نکرد، بلکه در واقع مزایای مخالف را ایجاد کرد. در واقع، ابعاد کوچک دستگاه حاکی از آن است که برای جبران کاهش سطح مقطع محوری، افزایش زیادی در طول محوری دستگاه مورد نیاز است. از این رو، در این شرایط راندمان کل پمپ به دلیل تلفات قدرت اصطکاک بیشتر کاهش یافت. به این دلایل، طراحی بهینه ، پیکربندی با قطر استاتور 5 درصد بزرگتر و طول محوری تقریباً نصف شده بود و منجر به افزایش 11 درصدی راندمان کل با توجه به مقدار 36.9 درصد مربوط به بهترین مورد تجربی فوق الذکر شد. .

یک نتیجه کلی که می‌توان از این مطالعه و مقالات استخراج کرد، که نشان داد بازده ماشین بهتری با کاهش قطر استاتور [15] و [22] ، این واقعیت است که تغییرات در نسبت ابعاد یک ماشین پره‌های کشویی می‌تواند کارایی آن را به هر صورت تحت تاثیر قرار دهد. ; در واقع، اگرچه فیزیک یکسان است، پیکربندی هندسی شامل تغییراتی در ابعاد هندسی است که می‌تواند پیش‌بینی‌های نظری را گمراه کند. از این رو، هر مورد باید با یک رویکرد مبتنی بر مدل دقیق تحلیل شود.

پیشرفته‌تر ORC نمونه‌های اولیه پمپ پره‌ای کشویی

تصدیق

نویسندگان از دکتر جولیو کنتالدی، مدیر عامل و مالک Ing بسیار سپاسگزار هستند. Enea Mattei SpA، برای حمایت مستمرش از این کار تحقیقاتی و بسیاری دیگر که با ماشین‌های پره کشویی سروکار دارند.

اطمینان از فشار ثابت و بهینه سیستم و تعامل صاف بین اجزای انتقال

پمپ پره ای FPG تنظیم نشده دقیقاً مقدار مناسبی از روغن و فشار مورد نیاز برای تعویض دنده و کوپلینگ در گیربکس خودروهای سواری را تامین می کند. علاوه بر این، FPG اجزای گیربکس را با روغن برای روانکاری و خنک کننده نیز تامین می کند.

طراحی انعطاف پذیر

موجود به عنوان یک پمپ تک یا دو مداره، با مناطق مکش/فشار متقارن یا نامتقارن

حداکثر بهره وری

تکنولوژی پمپ پره ای

فواید

• طراحی فشرده
• راندمان بالا در وزن سبک
• طراحی مستحکم و بدون سایش
• منبع انتقال هیدرولیک بهینه
• با محفظه یا محلول کارتریج

سیستم مونتاژ مدولار

ما همچنین خوشحال خواهیم شد که راه حل های خود را به طور بهینه مطابق با خواسته ها و نیازهای فردی شما سفارشی کنیم. سیستم مونتاژ مدولار همه کاره ما گزینه های مختلفی را در اختیار شما قرار می دهد.

FPG همچنین می تواند به عنوان محلول کارتریج (بدون محفظه پمپ) در محفظه انتقال موجود استفاده شود. نسخه تک مدار اتصال هر دو خروجی فشار را امکان پذیر می کند. پمپ دو مداره با حجم و فشار تحویل متقارن یا نامتقارن موجود است.

درخواست محصول فردی

 

وین پمپ Vane

عملکرد

عملکرد برتر با کنترل صدا یکپارچه

پمپ انتقال FPG از محفظه، پوشش، صفحه جلو، شفت و مجموعه روتور تشکیل شده است. مجموعه روتور از یک روتور، پره های هدایت شعاعی در روتور و همچنین حلقه بیرونی تشکیل شده است.

جریان حجمی پمپ پره ای تنظیم نشده توسط حجم تحویل هندسی و سرعت مجموعه روتور تعیین می شود. سرعت پمپ نتیجه سرعت انتقال و نسبت دنده انتخابی است.

قدرتمند. خود پرایمینگ.
خود جبران کننده سایش

پمپ پره ای نوع خاصی از پمپ جابجایی مثبت است. اصل عملکرد آن استفاده از حرکت رفت و برگشت پره های مستطیلی شکل در داخل شکاف ها برای حرکت سیالات است. گاهی اوقات به آنها پمپ های پره کشویی نیز گفته می شود.

در حالی که پمپ های پره ای می توانند مایعات با ویسکوزیته متوسط ​​را اداره کنند، اما در مدیریت مایعات با ویسکوزیته پایین مانند گاز LP (پروپان)، آمونیاک، حلال ها، الکل، روغن های سوختی، بنزین و مبردها عالی هستند. پمپ‌های پره‌ای هیچ تماس داخلی فلز با فلز ندارند و سایش را جبران می‌کنند و به آنها اجازه می‌دهد تا حداکثر عملکرد را در این مایعات غیر روان‌کننده حفظ کنند.

پمپ های پره ای در تعدادی پیکربندی پره ای از جمله پره های کشویی (چپ)، پره های انعطاف پذیر، پره های چرخشی، پره های غلتشی و پره های خارجی موجود هستند. پمپ های پره ای به دلیل پرایمینگ خشک، سهولت نگهداری و ویژگی های مکش خوب در طول عمر پمپ مورد توجه قرار می گیرند.

اصول عملکرد
پمپ پره

یک روتور شکاف دار به طور غیرعادی در یک بادامک سیکلوئیدی پشتیبانی می شود. روتور در نزدیکی دیواره بادامک قرار دارد بنابراین یک حفره هلالی شکل تشکیل می شود. روتور توسط دو صفحه جانبی به داخل بادامک آب بندی می شود. پره ها یا تیغه ها در شکاف های پروانه قرار می گیرند. همانطور که روتور می چرخد ​​و سیال وارد پمپ می شود، نیروی گریز از مرکز، فشار هیدرولیک و/یا میله های فشار پره ها را به دیواره های محفظه فشار می دهند. مهر و موم محکم در میان پره ها، روتور، بادامک و صفحه جانبی کلید ویژگی های مکش خوب مشترک در اصل پمپاژ پره است.

محفظه و بادامک سیال را از طریق سوراخ های بادامک وارد محفظه پمپاژ می کنند. سیال وارد پاکت های ایجاد شده توسط پره ها، روتور، بادامک و صفحه جانبی می شود.

همانطور که روتور به اطراف ادامه می‌دهد، پره‌ها سیال را به طرف مقابل هلال می‌برند، جایی که با نزدیک شدن پره به نقطه هلال (فلش قرمز کوچک در سمت پمپ) از طریق سوراخ‌های تخلیه بادامک فشرده می‌شود. سپس سیال از درگاه تخلیه خارج می شود.

پمپ های پره ای دوار

برای همه کاربردها در محدوده خلاء کم و متوسط

پمپ‌های پره‌ای دوار Pfeiffer Vacuum محبوب‌ترین پمپ‌ها برای تولید خلاء کم و متوسط ​​برای سال‌های متمادی هستند. آنها محکم هستند و عمر طولانی دارند، چه به عنوان پمپ های پشتیبان برای تولید فشار پشتی مورد نیاز توسط توربوپمپ ها و چه به عنوان یک پمپ مستقل استفاده شوند. پمپ‌های پره‌ای دوار به خانواده پمپ‌های جابه‌جایی تعلق دارند و بدون توجه به نوع گاز مورد استفاده، یک جریان حجم مکش با ضربان پایین تقریباً ثابت را منتقل می‌کنند. آنها بر اساس اصل یک روتور با تکیه گاه خارج از مرکز که در یک محفظه می چرخند کار می کنند و دارای دو یا چند پره متحرک هستند. هر پمپ پره ای دوار Pfeiffer Vacuum روغن کاری شده است. روغن های خلاء مخصوص که به عنوان سیالات عامل نیز شناخته می شوند، وظیفه عایق کاری و روانکاری اجزا را بر عهده دارند و در نتیجه فشار نهایی بسیار پایینی ایجاد می کنند. روانکاری روغن همچنین طول عمر بسیار طولانی را حتی در حالت کار مداوم تضمین می کند.

انتخابی از نسخه ها، نوع مناسب را برای هر برنامه ای فراهم می کند
پمپ های پره ای دوار Pfeiffer Vacuum محدوده بسیار وسیعی از سرعت پمپاژ را از 1.25 تا 1600 متر ساعت بر ساعت (60 هرتز تا 1920 متر مکعب بر ) پوشش می دهند. دو نوع پمپ مختلف برای انتخاب در دسترس هستند: پمپ های پره ای چرخشی تک مرحله ای و دو مرحله ای. پمپ های دو مرحله ای برای فرآیندهایی در محدوده خلاء متوسط ​​مناسب هستند. مدل های تک مرحله ای هنگامی که فشار کاری عمدتاً در محدوده خلاء کم است،

کوپلینگ مغناطیسی برای حداکثر قابلیت اطمینان عملیات
بیشتر پمپ های پره ای دوار Pfeiffer Vacuum می توانند با یک کوپلینگ مغناطیسی اختیاری عرضه شوند. این امر باعث می شود تا مهر و موم های معمولی شفت برای این نوع پمپ از بین برود. کوپلینگ مغناطیسی نیاز به تعمیر و نگهداری مهر و موم شفت را از بین می برد و همچنین باعث می شود نشت روغن به گذشته تبدیل شود.

حداکثر طول عمر حتی در فرآیندهای سخت
روغن، یا سیال عامل ، به پمپ های پره ای دوار اجازه می دهد تا بیشتر با فرآیند در دست سازگار شوند. به عنوان مثال، Pfeiffer Vacuum روغن های خاصی را برای فرآیندهای خورنده ارائه می دهد. تمام سیالات عملیاتی Pfeiffer Vacuum به طور ویژه با در نظر گرفتن نوع خاصی از پمپ ساخته شده اند. توجه ویژه ای به ترکیب عملکرد بهینه خلاء با عمر طولانی پمپ با استفاده از یک سیال عامل خاص معطوف شد.

استفاده از لوازم جانبی کاربردهای پمپ های پره ای دوار را بیش از پیش گسترش می دهد. با استفاده از تله های خنک کننده یا تله های جذب، می توان محیط های تهاجمی را قبل از رسیدن به پمپ جدا کرد و در نتیجه عمر پمپ و سیال عامل را افزایش داد. فیلترهای مه روغن برای خروجی پمپ، هوای خروجی تمیز را تضمین می کنند. طیف گسترده ای از لوازم جانبی اضافی برای نظارت بر ویژگی های پمپ، پمپ را قادر می سازد تا به تجهیزات کنترل و فرآیند متصل شود.

برنامه های کاربردی
فناوری خلاء نقش کلیدی در ساخت بسیاری از محصولات روزمره و در بسیاری از بخش‌های تحقیقات فنی ایفا می‌کند. پمپ پره ای دوار برای تولید خلاء قابل اعتماد از اهمیت تعیین کننده ای برخوردار است.

  • تمامی کاربردها در خلاء کم و متوسط
  • پمپ پشتی ایده آل برای توربوپمپ ها و پمپ های روتز
  • کاربرد عمومی آزمایشگاهی
  • تجزیه و تحلیل
  • آزمایشگاه شیمی
  • خشک کردن انجمادی
  • مهندسی فرایند

اطلاعات عملیاتی برای سازگاری با فرآیندها
پمپ های پره ای دو مرحله ای به طور ایده آل در یک پنجره فرآیند بین 100 hPa و فشاری حدود یک دهه بالاتر از فشار نهایی استفاده می شوند. در فشارهای بالای 100 میلی بار، قطعات جداکننده روغن اگزوز به دلیل جریان گاز خروجی روغنی به سرعت مسدود می شوند. وابستگی شدید سرعت پمپاژ به فشار ورودی تا حد زیادی بر محدوده فشار نهایی تأثیر می گذارد. در این حالت نمی توان هیچ فرآیند ثابتی را اجرا کرد.

همه مدل ها قادر به جذب بالاست گاز هستند تا از رطوبت متراکم شده و در نتیجه تجمع مایع جلوگیری کنند. استفاده از بالاست گازی تأثیرات متفاوتی بر داده های عملکرد پمپ ها دارد. برای مثال، سرعت پمپاژ به دست آمده توسط پمپ های پره ای دوار تک مرحله ای، با نسبت بالاست گاز موجود کاهش می یابد. در نتیجه فشار نهایی افزایش می یابد. با توجه به طراحی، بالاست گاز هیچ تاثیری بر سرعت پمپاژ پمپ های دو مرحله ای ندارد.

AxFlow گسترده ترین طیف پمپ های پره ای دوار را در بریتانیا دارد

با ما تماس بگیرید
پمپ های پره ای دوار شکل بسیار محبوبی از پمپ جابجایی مثبت هستند که برای چندین دهه در سراسر جهان مورد استفاده قرار گرفته اند. آنها از پره هایی تشکیل شده اند که روی روتوری که در داخل محفظه پمپ می چرخد ​​نصب شده اند. در برخی موارد، این پره‌ها می‌توانند طول متغیری داشته باشند و/یا برای حفظ تماس با دیواره‌ها در حین چرخش پمپ، کشش داشته باشند.

مزایای پمپ پره ای دوار

  • بتونه کاری خود.
  • جریان ثابت
  • ای مهر و موم شده یا پمپ های پره .
  • یک خلاء خوب ایجاد کنید.
  • می تواند مایعات رقیق را در فشارهای نسبتاً بالاتر تحمل کند.

محل استفاده از پمپ های پره ای چرخشی

پمپ های پره ای دوار به دلیل تطبیق پذیری همه جانبه در کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند. آنها می توانند جریان تا 450 متر مکعب در ساعت و فشارهای دیفرانسیل 14 بار را ارائه دهند. آنها معمولاً در کاربردهای توزیع، انتقال سوخت، وظایف گردش کم جریان و برخی کاربردهای تخصصی مانند پمپاژ شکلات یافت می شوند.

چرا پمپ های پره ای چرخشی را از AXFLOW خریداری کنید

AxFlow انگلستان بیش از 50 سال است که پمپ های پره ای دوار را عرضه می کند، در نتیجه ما یکی از متخصصان پیشرو در مورد پمپ های پره دوار در انگلستان هستیم.

AxFlow 10 طیف مختلف پمپ پره ای را از سه سازنده ارائه می دهد. Blackmer ، Gruppo Aturia و Mouvex گسترده ترین انتخاب پمپ های پره ای را در بریتانیا به ما می دهند. طیف وسیعی از پمپ های پره ای ما شامل مدل های چدنی و فولادی ضد زنگ، گزینه های درایو ماگ، پمپ های پره ای طراحی شده برای مایعات با ویسکوزیته پایین مانند LPG، API 676 و پمپ های بدون پالس است.

 

پمپ پره ای دوار چگونه کار می کند.

 

نحوه انتخاب پمپ های پره ای دوار

 

نحوه نگهداری از پمپ های پره ای دوار

 

تشخیص عیب پمپ پره دوار

 

مووکس سری P

طراحی شده برای انتقال محصولات مرتبط با شکلات برای جریان تا 110 متر مکعب در ساعت و فشار 12 بار

مشخصات کلیدی

  • جریان تا 110 m³/h
  • فشار تا 12 بار

ویژگی ها و مزایا

  • CIP و SIP سازگار است.
  • عملکرد در طول زمان ثابت می ماند.
  • قابلیت اجرای خشک
  • را می توان با ژاکت های گرمایشی یا سرمایشی داخلی عرضه کرد.
  • سرعت خطی کم

شرح

پمپ‌های پره‌ای سری P Mouvex طیف وسیعی از کاربردها را پوشش می‌دهند، از سیال گرفته تا محصولات بسیار چسبناک، خواه غیر روان‌کننده، ساینده یا خورنده باشند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.