شبیه سازی عددی جریان در یک پمپ پلانجری فاقد دریچه، به روش مرزغوطه ور

Abstract

یکی از عوامل اصلی ایجاد جریان در سیالات، حرکت یک دیواره جامد در مجاورت سیال است. در پمپ های پلانجری مرسوم به عنوان یک پمپ جابجایی مثبت پیستونی، حرکت رفت و برگشتی (نوسانی) دیواره ی پلانجر با عملکرد به موقع دریچه های ورود و خروج، باعث ایجاد جریان خالص در سیال می شود. با این حال در سیستم های ریز الکترومکانیکی، داشتن چنین دریچه هایی توجی کافی ندارد و اغلب آنها را حذف کرده و در عوض نقش آنها را با تدابیر دیگری جبران می کنند. در پمپ مورد نظر این مقاله ، دریچه های ورود و خروج، عمدا حذف شده اند و فقط اثر تغییر محل نصب پلانجر نسبت به وسط مجرا روی دبی خالص پمپ بررسی می شود. برای شبیه سازی جریان از روش تحلیل عددی استفاده شده است که در آن لازم است تا حوزه ی جریان شبکه بندی شود. تولید این شبک به ویژه برای جریان در اطراف پلانجر متحرک کاری نسبتا دشوار است. در پژوهش حاضر برای غلبه بر این مشکل از روش مرز غوطه ور استفاده شده است. حل زمان دقیق معادلات جریان با روش حجم محدود و الگوریتم سیمپل انجام شده است. شبیه سازی عددی این جریان نشان داد که در غیاب دریچه های ورود و خروج، هنگامی که پلانجر در جایی غیر از وسط طول مجرا قرار دارد، یک دبی خالص در پمپ ایجاد می گردد. بعلاوه با تغییر مکان نصب پلانجر از یک نیم به نیم دیگر مجرا، جهت جریان نیز تغییر می کند.