Método de Determinación de Optimización para la Ecuación Explícita de la Cantidad de Movimiento del Rascador en una Bomba de Rascador de Rotor Elíptico
Autores: Li, Minghao; Yin, Huaixian; Zhang, Zhen; Zhang, Hongxin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Abordando las desventajas inherentes de las bombas de desplazamiento positivo convencionales, como la estructura compleja, el mal sellado, la baja eficiencia volumétrica y el alto ruido, se propuso un diseño innovador de una bomba de raspado con rotor elíptico (ERSP). Al segregar la cámara de la bomba en cavidades de alta y baja presión, el raspador minimiza el ruido operativo y mejora significativamente la eficiencia volumétrica. Para analizar el estado de movimiento de la ERSP, se estableció un modelo matemático que determina el movimiento coordinado entre el raspador y el rotor utilizando diferentes métodos de optimización. Se derivaron y validaron las ecuaciones de acción coordinada con software relevante a través de restricciones aplicadas a tres algoritmos y ajuste polinómico. El modelo de campo de flujo de la ERSP se definió en función de la ecuación de movimiento coordinado establecida, y se realizaron simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) para analizar los campos de presión y velocidad dentro de la bomba. Se fabricó y probó un prototipo de la ERSP, confirmando su viabilidad y ventajas en la mejora de la presión del fluido y la velocidad de flujo. Este estudio proporciona valiosos conocimientos sobre las características dinámicas y la optimización estructural de las bombas de rotor de fluido, contribuyendo a anticipar y resolver fallos potenciales y promoviendo el desarrollo de maquinaria de potencia de fluidos.
Descripción
Abordando las desventajas inherentes de las bombas de desplazamiento positivo convencionales, como la estructura compleja, el mal sellado, la baja eficiencia volumétrica y el alto ruido, se propuso un diseño innovador de una bomba de raspado con rotor elíptico (ERSP). Al segregar la cámara de la bomba en cavidades de alta y baja presión, el raspador minimiza el ruido operativo y mejora significativamente la eficiencia volumétrica. Para analizar el estado de movimiento de la ERSP, se estableció un modelo matemático que determina el movimiento coordinado entre el raspador y el rotor utilizando diferentes métodos de optimización. Se derivaron y validaron las ecuaciones de acción coordinada con software relevante a través de restricciones aplicadas a tres algoritmos y ajuste polinómico. El modelo de campo de flujo de la ERSP se definió en función de la ecuación de movimiento coordinado establecida, y se realizaron simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) para analizar los campos de presión y velocidad dentro de la bomba. Se fabricó y probó un prototipo de la ERSP, confirmando su viabilidad y ventajas en la mejora de la presión del fluido y la velocidad de flujo. Este estudio proporciona valiosos conocimientos sobre las características dinámicas y la optimización estructural de las bombas de rotor de fluido, contribuyendo a anticipar y resolver fallos potenciales y promoviendo el desarrollo de maquinaria de potencia de fluidos.