Bomba de Engranaje Helicoidal: Una Comparación entre un Enfoque de Parámetros Agrupados y un Enfoque Basado en Dinámica de Fluidos Computacional
Autores: Mazzei, Pietro; Frosina, Emma; Senatore, Adolfo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Bomba de Engranaje Helicoidal: Una Comparación entre un Enfoque de Parámetros Agrupados y un Enfoque Basado en Dinámica de Fluidos Computacional
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Comparación
Enfoques numéricos
Bombas de engranajes externas
Modelos
Modelo numérico CFD 3D
EgeMator MP+
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Esta investigación presenta una comparación entre dos enfoques numéricos desarrollados y posteriormente comparados para estudiar las Bombas de Engranajes Externos (EGPs). Se han desarrollado modelos para estudiar bombas con engranajes helicoidales. En primer lugar, se ha construido un modelo numérico CFD tridimensional (3D) utilizando un código comercial. Luego, se presenta una nueva herramienta llamada EgeMATor MP+, completamente desarrollada por los autores y capaz de simular completamente las tipologías de esta bomba. Gracias a diferentes subrutinas desarrolladas en diferentes entornos interconectados, esta herramienta puede analizar completamente esas bombas, comenzando desde el dibujo. Ambos enfoques numéricos han sido detallados, destacando sus fortalezas y debilidades y los ajustes necesarios para alcanzar resultados más precisos. Ambos modelos numéricos se han configurado con las mismas condiciones de contorno para obtener una comparación más precisa. Se han realizado comparaciones utilizando pruebas realizadas en una bomba comercial tomada como referencia, centrándose en el rendimiento volumétrico en estado estacionario, así como en las características transitorias de las oscilaciones de presión en el puerto de salida. La comparación de las características (Q,p) mostró que el modelo numérico CFD 3D tiene una precisión ligeramente mejor, pero ambos modelos tienen errores que caen dentro del rango de incertidumbre de las mediciones experimentales. Además, la comparación de las oscilaciones de presión verificó buenos acuerdos, donde también se predice el comportamiento de doble flanco de la bomba. Al comparar los dos enfoques de simulación, el artículo destaca los límites y fortalezas de cada uno de los dos enfoques. En particular, se muestra cómo ambos modelos pueden coincidir con los resultados experimentales considerando suposiciones adecuadas. El artículo constituye una contribución única al campo de la simulación numérica de EGPs y representa una referencia útil para los diseñadores que buscan métodos adecuados para simular soluciones de diseño existentes o novedosas.
Descripción
Esta investigación presenta una comparación entre dos enfoques numéricos desarrollados y posteriormente comparados para estudiar las Bombas de Engranajes Externos (EGPs). Se han desarrollado modelos para estudiar bombas con engranajes helicoidales. En primer lugar, se ha construido un modelo numérico CFD tridimensional (3D) utilizando un código comercial. Luego, se presenta una nueva herramienta llamada EgeMATor MP+, completamente desarrollada por los autores y capaz de simular completamente las tipologías de esta bomba. Gracias a diferentes subrutinas desarrolladas en diferentes entornos interconectados, esta herramienta puede analizar completamente esas bombas, comenzando desde el dibujo. Ambos enfoques numéricos han sido detallados, destacando sus fortalezas y debilidades y los ajustes necesarios para alcanzar resultados más precisos. Ambos modelos numéricos se han configurado con las mismas condiciones de contorno para obtener una comparación más precisa. Se han realizado comparaciones utilizando pruebas realizadas en una bomba comercial tomada como referencia, centrándose en el rendimiento volumétrico en estado estacionario, así como en las características transitorias de las oscilaciones de presión en el puerto de salida. La comparación de las características (Q,p) mostró que el modelo numérico CFD 3D tiene una precisión ligeramente mejor, pero ambos modelos tienen errores que caen dentro del rango de incertidumbre de las mediciones experimentales. Además, la comparación de las oscilaciones de presión verificó buenos acuerdos, donde también se predice el comportamiento de doble flanco de la bomba. Al comparar los dos enfoques de simulación, el artículo destaca los límites y fortalezas de cada uno de los dos enfoques. En particular, se muestra cómo ambos modelos pueden coincidir con los resultados experimentales considerando suposiciones adecuadas. El artículo constituye una contribución única al campo de la simulación numérica de EGPs y representa una referencia útil para los diseñadores que buscan métodos adecuados para simular soluciones de diseño existentes o novedosas.