Optimización de bombas Gerotor con perfiles asimétricos a través de un algoritmo de estrategia evolutiva
Autores: De Martin, Andrea; Jacazio, Giovanni; Sorli, Massimo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Optimización de bombas Gerotor con perfiles asimétricos a través de un algoritmo de estrategia evolutiva
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Bombas gerotor
Combustible
Aceite lubricante
Diseños geométricos
Lóbulos asimétricos
Optimización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Las bombas gerotor se utilizan ampliamente para la distribución de combustible y aceite lubricante, ya que proporcionan una solución económica y compacta para sistemas de fluidos de baja presión. Están compuestas por dos engranajes acoplados internamente, y su comportamiento y rendimiento operativo están estrictamente relacionados con sus diseños geométricos. Tradicionalmente, el engranaje externo presenta lóbulos circulares que dan origen a un perfil cicloidal para el rotor interno. En este documento, se explora y amplía el uso de perfiles basados en lóbulos asimétricos hechos de arcos elípticos. En primer lugar, se proporciona un marco matemático completo que describe la geometría de la bomba y su comportamiento dinámico, mientras que se presentan y, cuando es posible, se verifican los algoritmos utilizados para calcular un número seleccionado de índices de rendimiento. Por lo tanto, se aplica un procedimiento de optimización de un solo objetivo al perfil cicloidal tradicional, con el fin de minimizar cada una de las siguientes cantidades: la irregularidad del caudal, la tasa de desgaste esperada y la masa estimada del rotor. Finalmente, se emplea un proceso de optimización multiobjetivo basado en estrategias evolutivas, para obtener varios perfiles asimétricos que minimicen la combinación de dos o más índices de rendimiento. Los resultados se comparan, y se presentan los méritos asociados con el uso de lóbulos asimétricos.
Descripción
Las bombas gerotor se utilizan ampliamente para la distribución de combustible y aceite lubricante, ya que proporcionan una solución económica y compacta para sistemas de fluidos de baja presión. Están compuestas por dos engranajes acoplados internamente, y su comportamiento y rendimiento operativo están estrictamente relacionados con sus diseños geométricos. Tradicionalmente, el engranaje externo presenta lóbulos circulares que dan origen a un perfil cicloidal para el rotor interno. En este documento, se explora y amplía el uso de perfiles basados en lóbulos asimétricos hechos de arcos elípticos. En primer lugar, se proporciona un marco matemático completo que describe la geometría de la bomba y su comportamiento dinámico, mientras que se presentan y, cuando es posible, se verifican los algoritmos utilizados para calcular un número seleccionado de índices de rendimiento. Por lo tanto, se aplica un procedimiento de optimización de un solo objetivo al perfil cicloidal tradicional, con el fin de minimizar cada una de las siguientes cantidades: la irregularidad del caudal, la tasa de desgaste esperada y la masa estimada del rotor. Finalmente, se emplea un proceso de optimización multiobjetivo basado en estrategias evolutivas, para obtener varios perfiles asimétricos que minimicen la combinación de dos o más índices de rendimiento. Los resultados se comparan, y se presentan los méritos asociados con el uso de lóbulos asimétricos.