Impacto de la Brecha Magnética en Motores de Flujo Axial Sumergidos en el Rendimiento Hidráulico de Bombas Centrífugas y el Flujo Interno
Autores: Zhu, Qiyuan; Gu, Yandong; Bian, Junjie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Impacto de la Brecha Magnética en Motores de Flujo Axial Sumergidos en el Rendimiento Hidráulico de Bombas Centrífugas y el Flujo Interno
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Bombas de motor
Espacio magnético
Rendimiento
Flujo
Eficiencia
Diseño
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
La integración de motores de flujo axial en bombas de motor enlatadas ofrece un enfoque prometedor para superar las limitaciones de eficiencia y tamaño de los diseños tradicionales, particularmente en sectores críticos como la aeroespacial. Sin embargo, la hidrodinámica en el espacio magnético entre el estator y el rotor se comprende poco. Este estudio investiga el efecto del espacio magnético en el rendimiento y el flujo interno. Se desarrollan seis esquemas de espacio magnético, que van de 0.2 a 1.2 mm. Se realizan simulaciones numéricas, y los resultados de las simulaciones mostraron una buena concordancia con los datos experimentales. El espacio magnético exhibe un efecto no lineal en el rendimiento. El coeficiente de altura máxima ocurre en un espacio de 0.4 mm y la máxima eficiencia a 1.0 mm. En un espacio de 0.2 mm, fuertes fuerzas de cizallamiento viscoso aumentan la pérdida por fricción del disco y crean un flujo de alta vorticidad. A medida que el espacio se ensancha, el flujo pasa de estar dominado por la viscosidad a estar dominado por la inercia, lo que lleva a una estructura de flujo más ordenada. La frecuencia de paso de las palas es la frecuencia dominante. Para un espacio de 0.8 mm, la intensidad de la fluctuación de presión es la más baja. Al analizar el rendimiento, el coeficiente de altura, la velocidad, la vorticidad, la producción de entropía y las fluctuaciones de presión, se identifica un espacio de 0.8 mm como el diseño óptimo. Este estudio proporciona una guía crítica para optimizar el diseño de bombas de motor enlatadas de flujo axial.
Descripción
La integración de motores de flujo axial en bombas de motor enlatadas ofrece un enfoque prometedor para superar las limitaciones de eficiencia y tamaño de los diseños tradicionales, particularmente en sectores críticos como la aeroespacial. Sin embargo, la hidrodinámica en el espacio magnético entre el estator y el rotor se comprende poco. Este estudio investiga el efecto del espacio magnético en el rendimiento y el flujo interno. Se desarrollan seis esquemas de espacio magnético, que van de 0.2 a 1.2 mm. Se realizan simulaciones numéricas, y los resultados de las simulaciones mostraron una buena concordancia con los datos experimentales. El espacio magnético exhibe un efecto no lineal en el rendimiento. El coeficiente de altura máxima ocurre en un espacio de 0.4 mm y la máxima eficiencia a 1.0 mm. En un espacio de 0.2 mm, fuertes fuerzas de cizallamiento viscoso aumentan la pérdida por fricción del disco y crean un flujo de alta vorticidad. A medida que el espacio se ensancha, el flujo pasa de estar dominado por la viscosidad a estar dominado por la inercia, lo que lleva a una estructura de flujo más ordenada. La frecuencia de paso de las palas es la frecuencia dominante. Para un espacio de 0.8 mm, la intensidad de la fluctuación de presión es la más baja. Al analizar el rendimiento, el coeficiente de altura, la velocidad, la vorticidad, la producción de entropía y las fluctuaciones de presión, se identifica un espacio de 0.8 mm como el diseño óptimo. Este estudio proporciona una guía crítica para optimizar el diseño de bombas de motor enlatadas de flujo axial.