Search

A theoretical model for the micro-texture on the inner wall of the stator rubber in screw pumps was developed. The finite element analysis method was employed. The pressure and streamline distributions for warhead-type, concentric circle-type, and multilayer rectangular-type textured surfaces were calculated. The effects of textured morphology, groove depth, groove width, and other parameters on the lubrication field were systematically investigated and analyzed. A nanosecond laser was employed to process the textured rubber surface of the stator in the screw pump. Subsequently, a micro-texture friction performance test was conducted on the rubber surface of the stator in actual complex well fluids from shale oil wells. Given the results of the simulation analysis and experimental tests, the lubrication characteristics of textured rubber surfaces with varying texture morphologies, rotational speeds, and mating loads were revealed. Furthermore, it indicated that the irregular symmetric warhead-type micro-texture exhibited excellent dynamic pressure lubrication performance compared with concentric circle-type and multilayer rectangular-type textures. The irregular symmetry enhanced the dynamic pressure lubrication effect, enhanced the additional net load-bearing capacity of the oil film surface, and reduced friction. As the groove depth increased, the volume and number of vortices within the groove also increased. The fluid kinetic energy was transformed into vortex energy, leading to a reduction in wall stress on the surface of the oil film, thereby affecting its bearing capacity. Initially, the maximum pressure on the wall surface of the oil film increased and then decreased. The optimal dynamic pressure lubrication effect was achieved with a warhead-type texture size of 3 mm, a groove width of 0.2 mm, and a groove depth of 0.1 mm. Well-designed texture morphology and depth parameters significantly enhanced the oil film-bearing capacity of the stator rubber surface, improving the dynamic pressure lubrication effect, and consequently extending the service life of the stator–rotor interface in the screw pump.

This research conducts a comprehensive comparative analysis of simulation methodologies for spindle pumps, with a specific focus on steady-state CFD, transient-CFD, and lumped-parameter approaches. Spindle pumps, renowned for their reliability, efficiency, and low noise emission, play a pivotal role in Thermal Management for Battery Electric Vehicles, aligning with the automotive industry’s commitment to reducing pollutants and CO2 emissions. The study is motivated by the critical need to curtail energy consumption during on-the-road operations, particularly as the automotive industry strives for enhanced efficiency. While centrifugal pumps are commonly employed for such applications, their efficiency is highly contingent on rotational speed, leading to energy wastage in real-world scenarios despite high efficiency at the design point. Consequently, the adoption of precisely designed spindle pumps for thermal management systems emerges as a viable solution to meet evolving industry needs. Recognizing the profound impact of simulation tools on the design and optimization phases for pump manufacturers, this research emphasizes the significance of fast and accurate simulation tools. Transient-CFD emerges as a powerful Tool, enabling real-time monitoring of various performance indicators, while steady-CFD, with minimal simplifications, adeptly captures pressure distribution and machine leakages. Lumped-parameter approaches, though requiring effort in simulation setup and simplifying input geometry, offer rapid computational times and comprehensive predictions, including leakages, Torque, cavitation, and pressure ripple. Breaking new ground, this paper presents, for the first time in the literature, accurate simulation models for the same reference machine using the aforementioned methodologies. The results were rigorously validated against experiments spanning a wide range of pump speeds and pressure drops. The discussion encompasses predicted flow, Torque, cavitation, and pressure ripple, offering valuable insights into the strengths and limitations of each methodology.

A detailed study of the fluid flow and thermodynamic processes in positive displacement machines requires 3D CFD modeling in order to capture their real geometry, including leakage gaps. However, limitations in the conventional computational grids, used in commercial software packages, exclude their use for classical twin screw machines. The screw compressor rotor grid generator (SCORG) is a customized grid generation tool developed to overcome these limitations. This paper shows how it can be further extended to include non-conventional rotor designs, such as those with variable lead or profile variation and even internally geared machines with conical rotors. Other arrangements possible with this improvement include multiple gate rotors to increase volumetric displacement or dual lead, high wrap angle rotors for very high-pressure differences and vacuum applications. A case study of a water-injected twin screw compressor is included to demonstrate its use for both detailed flow analysis and design.

Main modern trends of vacuum technology and vacuum equipment market such as fore-vacuum and high-vacuum pumps, analytical devices and vacuum components are shown. Amount of different regional markets is also reviewed by main world vacuum equipment suppliers turnover.

Bir anahtarlamalı relüktans motor (ARM) yapısı çift çıkıntılı kutuplu olup, sabit mıknatıs, iletken ve çubuk içermemektedir. Bu nedenle, bu geometrik yapının vida pompa önerisi için bir avantaj olarak kullanılması düsünülmüs; eksenel ve radyal akılı ARM'nin yapısından esinlenerek manyetik rotor parçalı olarak tasarlanmıstır. Önerilen ARM, 6/4 kutuplu, 3 fazlı olup manyetik olmayan malzemeden yapılmıs vida rotor, manyetik rotor parçaları arasına yerlestirilmis ve pompanın rotor yapısı elde edilmistir. Statorda her faz için akı yoluna yerlestirilmis 2000 sarımlı 4 sargı vardır. Vida rotor manyetik kuplaja dahil degildir. Burada pompa rotorunun kendisi dogrudan tahrik uygulamasında bir hareketlendiricidir. Bu sistem VP-ARM olarak isimlendirilmistir. VP-ARM'nin endüktans, tork, güç ve manyetik akı gibi elektriksel ve manyetik büyüklükleri analitik olarak hesaplanmıs ve sonlu elemanlar yöntemiyle (Ansoft Maxwell 3D) ile tahmin edilmis; önerilen sistemin mekanik ve dinamigi incelenmemistir. Rotorun kendisinin özellikle bir hareketlendirici oldugu dogrudan tahrik uygulamasında VP-ARM ayrıca bir sürücü motorun, kaplinlerin ve devir ayarlama elemanlarının kullanılmaması üstünlügü ile cazip bir seçim olarak gözükmektedir.

Bir anahtarlamalı relüktans motor (ARM) yapısı çift çıkıntılı kutuplu olup, sabit mıknatıs, iletken ve çubuk içermemektedir. Bu nedenle, bu geometrik yapının vida pompa önerisi için bir avantaj olarak kullanılması düsünülmüs; eksenel ve radyal akılı ARM'nin yapısından esinlenerek manyetik rotor parçalı olarak tasarlanmıstır. Önerilen ARM, 6/4 kutuplu, 3 fazlı olup manyetik olmayan malzemeden yapılmıs vida rotor, manyetik rotor parçaları arasına yerlestirilmis ve pompanın rotor yapısı elde edilmistir. Statorda her faz için akı yoluna yerlestirilmis 2000 sarımlı 4 sargı vardır. Vida rotor manyetik kuplaja dahil degildir. Burada pompa rotorunun kendisi dogrudan tahrik uygulamasında bir hareketlendiricidir. Bu sistem VP-ARM olarak isimlendirilmistir. VP-ARM'nin endüktans, tork, güç ve manyetik akı gibi elektriksel ve manyetik büyüklükleri analitik olarak hesaplanmıs ve sonlu elemanlar yöntemiyle (Ansoft Maxwell 3D) ile tahmin edilmis; önerilen sistemin mekanik ve dinamigi incelenmemistir. Rotorun kendisinin özellikle bir hareketlendirici oldugu dogrudan tahrik uygulamasında VP-ARM ayrıca bir sürücü motorun, kaplinlerin ve devir ayarlama elemanlarının kullanılmaması üstünlügü ile cazip bir seçim olarak gözükmektedir.

Bir anahtarlamalı relüktans motor (ARM) yapısı çift çıkıntılı kutuplu olup, sabit mıknatıs, iletken ve çubuk içermemektedir. Bu nedenle, bu geometrik yapının vida pompa önerisi için bir avantaj olarak kullanılması düsünülmüs; eksenel ve radyal akılı ARM'nin yapısından esinlenerek manyetik rotor parçalı olarak tasarlanmıstır. Önerilen ARM, 6/4 kutuplu, 3 fazlı olup manyetik olmayan malzemeden yapılmıs vida rotor, manyetik rotor parçaları arasına yerlestirilmis ve pompanın rotor yapısı elde edilmistir. Statorda her faz için akı yoluna yerlestirilmis 2000 sarımlı 4 sargı vardır. Vida rotor manyetik kuplaja dahil degildir. Burada pompa rotorunun kendisi dogrudan tahrik uygulamasında bir hareketlendiricidir. Bu sistem VP-ARM olarak isimlendirilmistir. VP-ARM'nin endüktans, tork, güç ve manyetik akı gibi elektriksel ve manyetik büyüklükleri analitik olarak hesaplanmıs ve sonlu elemanlar yöntemiyle (Ansoft Maxwell 3D) ile tahmin edilmis; önerilen sistemin mekanik ve dinamigi incelenmemistir. Rotorun kendisinin özellikle bir hareketlendirici oldugu dogrudan tahrik uygulamasında VP-ARM ayrıca bir sürücü motorun, kaplinlerin ve devir ayarlama elemanlarının kullanılmaması üstünlügü ile cazip bir seçim olarak gözükmektedir.

Bir anahtarlamalı relüktans motor (ARM) yapısı çift çıkıntılı kutuplu olup, sabit mıknatıs, iletken ve çubuk içermemektedir. Bu nedenle, bu geometrik yapının vida pompa önerisi için bir avantaj olarak kullanılması düsünülmüs; eksenel ve radyal akılı ARM'nin yapısından esinlenerek manyetik rotor parçalı olarak tasarlanmıstır. Önerilen ARM, 6/4 kutuplu, 3 fazlı olup manyetik olmayan malzemeden yapılmıs vida rotor, manyetik rotor parçaları arasına yerlestirilmis ve pompanın rotor yapısı elde edilmistir. Statorda her faz için akı yoluna yerlestirilmis 2000 sarımlı 4 sargı vardır. Vida rotor manyetik kuplaja dahil degildir. Burada pompa rotorunun kendisi dogrudan tahrik uygulamasında bir hareketlendiricidir. Bu sistem VP-ARM olarak isimlendirilmistir. VP-ARM'nin endüktans, tork, güç ve manyetik akı gibi elektriksel ve manyetik büyüklükleri analitik olarak hesaplanmıs ve sonlu elemanlar yöntemiyle (Ansoft Maxwell 3D) ile tahmin edilmis; önerilen sistemin mekanik ve dinamigi incelenmemistir. Rotorun kendisinin özellikle bir hareketlendirici oldugu dogrudan tahrik uygulamasında VP-ARM ayrıca bir sürücü motorun, kaplinlerin ve devir ayarlama elemanlarının kullanılmaması üstünlügü ile cazip bir seçim olarak gözükmektedir.