Paletli pompalarda kanat sayısı ve dönme hızı değişimlerinin pompa performansına etkilerinin incelenmesi

Abstract

Paletli pompalar birçok alanda orta ve düşük viskoziteli sıvıların transferinde yaygın olarak kullanılan pozitif deplasmanlı hidrolik pompalardır. Temel olarak gövde, gövde içerisine yerleştirilmiş bir rotor ve rotor üzerine açılmış kanalların içinde bulunan paletlerden (kanat da denilebilir) oluşmaktadır. Gövde ekseni ve rotor ekseni arasında belirli oranda bir mesafe vardır. Rotorun dönme hareketi sonucu paletler merkezkaç kuvveti etkisiyle dışarı doğru gövde iç yüzeyine kadar savrulur. Böylece kanatlar pompa içerisinde önce artan sonra azalan bir hacmi süpürür. Basit gibi görünen bu çalışma mantığında birçok etken ortaya çıkmaktadır. Pompanın çalışması rotorun dönme hareketiyle doğrudan ilgilidir. Çünkü kanat uçları ile gövde arasında oluşacak sızdırmazlık ve sürtünme kuvveti dönme hareketinin bir sonucudur. Pompa dönme hızının etkilediği en önemli değişken ise debidir. Debi ve akışkan akımının ana değişkenleri hız ile basınç dönme hızıyla direkt olarak ilgilidir. Bunların yanında pompa içi basınç ve hız değişimlerini etkileyebilecek bir diğer parametre de palet sayısıdır. Bu çalışmada paletli pompalarda dönme hızı ve palet sayısının debiye ve pompa iç i akışkan akımına olan etkisi araştırılmıştır. Otomobil direksiyon sisteminde kullanılacak bir paletli pompa ele alınarak hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) analizleri yapılmıştır. Analizler için Ansys Fluent 14.5 yazılımı kullanılmıştır. Zamana bağlı, kullanıcı tanımlı fonksiyonlar (UDF) kullanılarak sayısal çözümler yapılmıştır. Kullanıcı tanımlı fonksiyonlar C gibi bir programlama dilinde hazırlanıp Fluent’e yüklenerek yazılan fonksiyona bağlı olarak çözüm elde etmeye yarar. Başka bir değişle mevcut kodlara ek olarak bazı özel fonksiyonların kullanılmasına olanak sağlanmaktadır. Pompanın dönme hareketinin tanımlanması bu şekilde yapılmıştır. Farklı dönme hızlarında ve farklı kanat sayılarında analizler yapılarak sonuçlar irdelenmiştir.