Investigación Numérica sobre Soluciones de Acoplamiento de Bombas de Desplazamiento No Positivo y Bombas de Engranaje Interno para Diseño de Alta Velocidad
Autores: Sun, Fei; Ji, Hong; Yang, Shengqing; Li, Chen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Investigación Numérica sobre Soluciones de Acoplamiento de Bombas de Desplazamiento No Positivo y Bombas de Engranaje Interno para Diseño de Alta Velocidad
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Bombas hidráulicas
Motores eléctricos
Eficiencia energética
Bombas de engranaje interno
Impulsor centrífugo
Cavitación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Aumentar la velocidad de trabajo de las bombas hidráulicas para maximizar el rango de coincidencia eficiente de los motores eléctricos es una de las posibles formas de lograr la eficiencia energética en la maquinaria eléctrica. Mediante un método de simulación verificado con experimentos posteriores en términos de eficiencia de llenado, este documento analizó primero la capacidad de succión de las bombas de engranaje interno tipo media luna con diferentes parámetros geométricos a alta velocidad, y se obtuvo el par de engranajes más adecuado para la operación a alta velocidad. Posteriormente, como contribuciones más significativas, se propusieron dos soluciones de emparejamiento de una bomba de desplazamiento no positivo y una bomba de engranaje interno para presurizar la entrada de la bomba de engranaje y evitar que cavite. En la solución de diseño compacto, las bombas tipo de agujeros inclinados y de palas de flujo axial comparten la misma velocidad que la bomba hidráulica, mientras que la solución de disposición descentralizada permite un ajuste flexible de la velocidad de la bomba tipo impulsor centrífugo para maximizar la capacidad de llenado. Los resultados finales de la simulación muestran que, con la ayuda de las bombas tipo de agujeros inclinados y tipo impulsor centrífugo, la eficiencia de llenado de la bomba de engranaje interno a 6000 rpm puede mejorarse en un 3.59% y un 5.84%, respectivamente, mientras que la bomba de palas de flujo axial no logra eliminar la cavitación independientemente de la velocidad. Además, cuando la bomba hidráulica trabaja a 6000 rpm, la velocidad del impulsor centrífugo debe establecerse por encima de 2500 rpm para tener sentido.
Descripción
Aumentar la velocidad de trabajo de las bombas hidráulicas para maximizar el rango de coincidencia eficiente de los motores eléctricos es una de las posibles formas de lograr la eficiencia energética en la maquinaria eléctrica. Mediante un método de simulación verificado con experimentos posteriores en términos de eficiencia de llenado, este documento analizó primero la capacidad de succión de las bombas de engranaje interno tipo media luna con diferentes parámetros geométricos a alta velocidad, y se obtuvo el par de engranajes más adecuado para la operación a alta velocidad. Posteriormente, como contribuciones más significativas, se propusieron dos soluciones de emparejamiento de una bomba de desplazamiento no positivo y una bomba de engranaje interno para presurizar la entrada de la bomba de engranaje y evitar que cavite. En la solución de diseño compacto, las bombas tipo de agujeros inclinados y de palas de flujo axial comparten la misma velocidad que la bomba hidráulica, mientras que la solución de disposición descentralizada permite un ajuste flexible de la velocidad de la bomba tipo impulsor centrífugo para maximizar la capacidad de llenado. Los resultados finales de la simulación muestran que, con la ayuda de las bombas tipo de agujeros inclinados y tipo impulsor centrífugo, la eficiencia de llenado de la bomba de engranaje interno a 6000 rpm puede mejorarse en un 3.59% y un 5.84%, respectivamente, mientras que la bomba de palas de flujo axial no logra eliminar la cavitación independientemente de la velocidad. Además, cuando la bomba hidráulica trabaja a 6000 rpm, la velocidad del impulsor centrífugo debe establecerse por encima de 2500 rpm para tener sentido.