Другие журналы
Сетевое издание Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл. № ФС 77-61859. ISSN 2412-592X

Методы расчета подачи перистальтического насоса линейного типа

Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация # 01, февраль 2015
DOI: 10.7463/aplts.0115.0777641
Файл статьи: Aplts_Feb2015_012to025.pdf (1310.91Кб)
авторы: Шейпак А. А., Гришин А. И., Чичерюкин В. Н.

УДК 621.684

Россия,  Московский Государственный Индустриальный Университет

В работе исследуется насос перистальтического принципа действия, в котором сжатие упругого рабочего органа осуществляется при помощи толкателей в одном и том же месте в поперечном направлении. Рассмотрено два возможных режима работы насоса, которые отличаются алгоритмом срабатывания толкателей. При работе насоса в одном режиме упругий рабочий орган насос сжимается толкателями так, что канал насоса в любой момент времени полностью сжат одним из толкателей и подача зависит от геометрических параметров насоса и частоты срабатывания толкателей. Другой режим отличается тем, что есть промежутки времени, когда упругий рабочий орган не сжат ни одним толкателем. В этом случае подача насоса зависит также и от перепада давления. Для первого режима работы насоса получено аналитическое решение, в то время как для другого режима применялось двухмерное численное моделирование при помощи универсального программного пакета для решения задач гидродинамики Star-CCM+, в котором уравнения количества движения и уравнение неразрывности решаются методом контрольного объема. Для проверки точности полученных решений была использована экспериментальная установка, в которой упругий рабочий орган представляет собой пластиковая трубку, а в качестве толкателей используются три стальные пластины, приводимые в движение при помощи электромагнитов. Сравнение результатов расчетов с полученными экспериментальными данными показало, что для первого режима работы насоса предложенное аналитическое решение имеет очень хорошее совпадение с экспериментальными данными при условии, что площадь поперечного сечения сжатой трубки определено с достаточной точностью. Для точного определения площади поперечного сечения трубки был использован программный пакет SolidWorks Simulation. В сравнении с точным решением, значение площади поперечного сечения трубки, рассчитанное приближенно, вносит погрешность 10 %. Сравнение результатов экспериментов с результатами численного двухмерного моделирование для второго режима работы насоса показало, что двухмерная численная модель описывает течение в насосе с точностью, достаточной для предварительных расчетов насоса.

Список литературы
  1. Михеев А.Ю. Исследование характеристики и повышение надежности насосов перистальтического принципа действия: дис. … канд. техн. наук. Уфа , 2004. 168 c.
  2. Faraji A., Razavi M., Fatouraee N. Linear peristaltic pump device design // Applied Mechanics and Materials. 2014. Vol. 440. Advanced Materials & Sports Equipment Design. P. 199–203.
  3. Mermone A.V., Mazumdar J.N., Lucas S.K. A Mathematical Study of Peristaltic Transport of a Casson Fluid // Mathematical and Computer Modelling. 2002. Vol. 35, no. 7-8. P. 895–912. DOI: 10.1016/S0895-7177(02)00058-4
  4. Walker S., Shelley M. Shape Optimization of Peristaltic Pumping // Journal of Computational Physics. 2010. Vol. 229, no. 4. P. 1260–1291. DOI: 10.1016/j.jcp.2009.10.030
  5. Sucharitha G., Streenadh S., Lakshminarayana P. Non-linear Peristaltic Flow of Pseudoplastic Fluid in an Asymmetric Channel with porous medium // International Journal of Engineering Science and Technology. 2013. Vol. 5, no. 1. P. 106–113.
  6. Бондарчук Е.Н., Колбасов Е.В., Разваляев В.Н. Роторно-перистальтический насос-компрессор ДКР-1Б. Новосибирск, 1996. 13 с. (Препринт / РАН, Сиб. отд-ние. Институт теплофизики; № 276-96) .
  7. Кускова М.А. Гидравлические характеристики перистальтических насосов // Нефтяное хозяйство. 2008. № 1. С . 104–106.
  8. Shkolnikov V., Ramunas J., Santiago J.G. A self-priming, roller-free, miniature, peristaltic pump operable with a single, reciprocating actuator // Sensors and Actuators A: Physical. 2010. Vol. 160, no. 1-2. P. 141–146. DOI: 10.1016/j.sna.2010.04.018
  9. Алямовский А.А. Инженерные расчеты в SolidWorks Simulation . М .: ДМК Пресс , 2010. 464 с .
  10. Харламов С.Н. Алгоритмы при моделировании гидродинамических процессов. Томск: Изд-во ТПУ, 2008. 80 с.
  11. Butcher J.C. Numerical Methods for Ordinary Differential Equations. England: John Wiley & Sons, Ltd., 2008. 482 p.
Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2017 «Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация» Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)