پمپ پره ای
دایره المعارف بریتانیکا، شرکت
با این موضوع آشنا شوید:
طرح
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…
خدمات عمومی
- 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
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
شکل 1 – در دسترس از طریق مجوز: CC BY
قسمت های داخلی یک پمپ پره ای متعادل که از روتور، دوازده پره و حلقه بادامک تشکیل شده است.
زمینه ها در انتشار منبع
طراحی، بهره‌برداری و بازسازی پمپ‌های گریز از مرکز
استناد
تولید شبکه تحلیلی برای ماشین‌های پره کشویی و ارزیابی عددی جریان نشتی نوک
تولید شبکه تحلیلی و ارزیابی عددی جریانهای نشت نوک در ماشین‌های دوار پره‌های کشویی
تأثیر شرایط عملیاتی بر عملکرد پمپ های ریشه مخلوط گاز-مایع
مقایسه پمپ های جابجایی مثبت مختلف بر اساس CFD برای کاربرد در سیستم های انتقال اتوماتیک آینده
روش‌شناسی عددی و شبیه‌سازی CFD یک دستگاه بازیابی انرژی پره دوار برای سیستم‌های نمک‌زدایی اسمز معکوس آب دریا
تجزیه و تحلیل عددی پمپ جابجایی متغیر
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.
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.
مشخصات 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 .
مواد
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
امکانات
- 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
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.
اجزای پمپ پره ای:
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
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
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.
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.
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.
مزایا
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
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
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 .
- دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (110 کیلوبایت)
- 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.
- دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (743 کیلوبایت)
- 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
، 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 |
- دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (402 کیلوبایت)
- 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.
- دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (362 کیلوبایت)
- 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 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.
- دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (468 کیلوبایت)
- 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٪ |
- دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (151 کیلوبایت)
- دانلود: دانلود تصویر در اندازه واقعی
شکل 6 . تکامل فشار سلول زاویه ای و تعامل با پورت های مکش و تخلیه .
- دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (145 کیلوبایت)
- 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.
- دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (153 کیلوبایت)
- 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)
- دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (233 کیلوبایت)
- دانلود: دانلود تصویر در اندازه واقعی
شکل 9 . حجمی نقشه بازده
- دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (198 کیلوبایت)
- 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 |
- دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (120 کیلوبایت)
- دانلود: دانلود تصویر در اندازه واقعی
شکل 11 . نقشه بازده کل: R st -5٪
- دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (141 کیلوبایت)
- دانلود: دانلود تصویر در اندازه واقعی
شکل 12 . نقشه بازده کل: R st -2.5٪
- دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (156 کیلوبایت)
- دانلود: دانلود تصویر در اندازه واقعی
شکل 13 . نقشه بازده کل: R st + 2.5%
- دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (161 کیلوبایت)
- 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
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
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
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.