طراحی بهینه هندسه پروفیل دندانه پمپ های ژیروتوری

پمپ های ژیروتوری یکی از پرکاربردترین انواع پمپ های جابجایی ثابت هستند که به طور گسترده در صنایع مختلف به خصوص در موتور های احتراق داخلی کاربرد دارند. با توجه به کاربرد روزافزون این گونه پمپ ها نیاز به بهینه سازی آن ها بیش از پیش احساس می شود. در این پروژه ابتدا معادلات حاکم بر پروفیل روتور یک پمپ اپی تروکاید با استفاده از تئوری پوش استخراج شده است، سپس با توجه به مشخصات حجمی، دینامیکی و هندسی پمپ توابع هزینه و قیود حاکم بر مسئله بهینه سازی به دست آمده است. برای عمومیت بخشیدن به حل بهینه و نیز کاهش تعداد متغیر های طراحی تمامی متغیر ها به جز متغیر تعداد دندانه، با استفاده از شعاع دایره مراکز دندانه روتور خارجی بی بعد شده اند که این امر به توابع هزینه بی بعد نیز می انجامد. در ادامه با توجه به وجود متغیر های صحیح و توابع گسسته، نوعی الگوریتم ترکیبی بر مبنای رقابت و جستجوی مستقیم و روش الگوریتم رقابتی ترتیبی برای حل مسئله بهینه با یک تابع هزینه مورد استفاده قرار گرفته اند. برای حل مسئله بهینه سازی چندهدفه نیاز به تبدیل مسئله بهینه سازی چند هدفه به یک مسئله بهینه سازی تک هدفه می باشد برای این منظور از روش معیار سراسری استفاده شده است. عملیات بهینه سازی با استفاده مقادیر مختلف جابجایی بی بعد شده صورت گرفته و در هر حالت نقطه، مقدار و پروفیل بهینه برای هر یک از توابع هزینه به دست آمده و منحنی های مربوط به نرخ جریان و فاکتور نسبی نرخ سایش ترسیم شده اند، از طرفی تاثیر پارامتر های مختلف مانند تعداد دندانه و میزان جابجایی بی بعد شده بر هر یک از توابع هزینه مورد بررسی قرار گرفته است. در پایان به منظور مقایسه بهتر، چندین پمپ نمونه با استفاده از ترکیب های مختلف توابع هزینه، بهینه سازی شده اند. نتایج حاصل بهبود قابل توجهی را در اکثر پمپ ها نشان می دهد.