Investigación Numérica sobre las Características de Fluctuación de Presión de una Bomba Automotriz de Pequeña Escala y Alta Velocidad
Autores: Zheng, Lulu; Chen, Xiaoping; Qu, Jinglei; Ma, Xiaojie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Investigación Numérica sobre las Características de Fluctuación de Presión de una Bomba Automotriz de Pequeña Escala y Alta Velocidad
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Interacción rotor-estator
Fluctuaciones de presión
Flujo principal
Flujo de holgura
Modelo de turbulencia
Frecuencia de paso de las palas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
La interacción rotor-estator y el acoplamiento entre el flujo de clearance y el flujo principal amplifican la complejidad del flujo en bombas automotrices de pequeño tamaño y alta velocidad. Esto degrada las fluctuaciones de presión, comprometiendo la estabilidad operativa de estas bombas. Para comprender mejor las características de distribución de las fluctuaciones de presión dentro de una bomba de este tipo, se aplicaron las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds y el modelo de turbulencia de transporte de tensión cortante para calcular numéricamente la bomba. Los resultados de la simulación se compararon con datos experimentales, y se logró un buen acuerdo. Los resultados muestran que las fluctuaciones de presión en la región del flujo principal están dominadas principalmente por la frecuencia de paso de las palas, y la intensidad de las fluctuaciones de presión en el área de campo cercano de la lengua alcanza su valor máximo, mostrando características de fluctuación significativas. Se capturan señales de pico significativas en la banda de baja frecuencia de las fluctuaciones de presión en la región de clearance. Las características de fluctuación de presión también se ven afectadas por la interacción rotor-estator entre la cubierta frontal del impulsor y la carcasa de voluta, mientras que la frecuencia dominante sigue siendo la frecuencia de paso de las palas. Además, las frecuencias dominantes de las fluctuaciones de presión en los flujos principal y de clearance muestran una distribución similar a la del caudal, pero la amplitud mínima corresponde a diferentes caudales.
Descripción
La interacción rotor-estator y el acoplamiento entre el flujo de clearance y el flujo principal amplifican la complejidad del flujo en bombas automotrices de pequeño tamaño y alta velocidad. Esto degrada las fluctuaciones de presión, comprometiendo la estabilidad operativa de estas bombas. Para comprender mejor las características de distribución de las fluctuaciones de presión dentro de una bomba de este tipo, se aplicaron las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds y el modelo de turbulencia de transporte de tensión cortante para calcular numéricamente la bomba. Los resultados de la simulación se compararon con datos experimentales, y se logró un buen acuerdo. Los resultados muestran que las fluctuaciones de presión en la región del flujo principal están dominadas principalmente por la frecuencia de paso de las palas, y la intensidad de las fluctuaciones de presión en el área de campo cercano de la lengua alcanza su valor máximo, mostrando características de fluctuación significativas. Se capturan señales de pico significativas en la banda de baja frecuencia de las fluctuaciones de presión en la región de clearance. Las características de fluctuación de presión también se ven afectadas por la interacción rotor-estator entre la cubierta frontal del impulsor y la carcasa de voluta, mientras que la frecuencia dominante sigue siendo la frecuencia de paso de las palas. Además, las frecuencias dominantes de las fluctuaciones de presión en los flujos principal y de clearance muestran una distribución similar a la del caudal, pero la amplitud mínima corresponde a diferentes caudales.