تحلیل عددی و تجربی الگوی نشتی در یک پمپ دنده‌ای دندانه خارجی

پمپ دنده­ای از پرکاربردترین انواع پمپ­های دورانی و جابجایی مثبت است که به دلیل ساختار ساده، ابعاد کوچک و کارایی مطمئن، به‌صورت گسترده مورد استفاده قرار می­گیرد. این پمپ­ها برای تولید فشارهای بالا و یا اندازه­گیری دقیق دبی سیالات به­طور گسترده مورد استفاده قرار می­گیرند. علیرغم مزایای فراوان، نشتی زیاد سیال در فشار­های بالا، اصلی‌ترین نقطه‌ضعف این­گونه از پمپ­ها است؛ به همین دلیل مطالعه انواع نشتی، الگوی آن و راه‌های برطرف کردن آن، اهمیت به­سزایی در کاهش اتلاف انرژی در این گونه پمپ­ها دارد. در این تحقیق، یک پمپ دنده­ای دندانه خارجی به‌صورت عددی، تحلیلی و آزمایشگاهی مورد مطالعه قرارگرفته است. پارامترهای مهم عملکرد پمپ نظیر نشتی، بازدهی حجمی و توان مصرفی پمپ در اختلاف فشارهای مختلف از 2 تا 60 اتمسفر به‌صورت تجربی اندازه­گیری شده است. سپس شبیه­سازی دو­بعدی جریان توسط نرم­افزار تجاری Fluent انجام شده و میزان نشتی، بازدهی و توان پمپ به صورت عددی محاسبه و با داده­های آزمایشگاهی مقایسه شده است. با رعایت مقادیر دقیق لقی­ها، نتایج حل عددی پمپ با دقت مناسبی با نتایج آزمایشگاهی مطابقت دارد. نتایج نشان می­دهد که وجود لقی مرکزی با اندازه مناسب بین چرخ­دنده­های پمپ و نشتی ناشی از آن، نه‌تنها سبب افت کارایی پمپ نمی­شود، بلکه با تخلیه بخشی از روغن پرفشار حبس شده بین دندانه‌ها به ناحیه پرفشار خروجی، باعث افزایش بازدهی و دبی حجمی می­شود.