인벌류트 기어펌프의 기어 편심에 따른 유동특성
The effect of eccentricity between gear and housing in involute gear pump
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초록
기어 끝단과 하우징 사이의 간극이 회전방향으로 편심된 인벌류트펌프에서 체적유량과 유량효율을 검토하였다. 해석은 k-e 모델을 이용하여 FLUENT/R-13을 사용하여 기어의 회전속도, 간극의 거리 및출구압력이 주어져 있을 경우 난류유동을 해석하였다. 동심축과 편심축의 경우 체적유량을 비롯한 유동특성에 대해 독립변수들의 영향은 지속되었으나 회전방향에 대한 압력 분포는 서로 달라 편심의 경우상류부에서 대부분의 압력이 상승하고 하류부의 압력은 거의 일정한 특성을 보였으며 편심의 영향이 클수록 이러한 현상은 심하게 나타났다. 편심펌프에서 유동특성은 최소 간극에 의존하며 체적유량 혹은체적효율은 편심되기 전 동심축보다 크나 최소간극과 같은 크기의 동심펌프보다는 작다. 펌프에서 기어축의 편심에 의한 간극 축소는 펌프성능에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다.
Abstract
The characteristics of involute gear pump with eccentric gap between gear tip and housing have been studied in terms of volumetric flow rate and/or flow efficiency. The analysis has been done with FLUENT/R-13employing with k-e model for the turbulent flow under the given conditions of rotational velocity, gap distance and outlet pressure. The effect of parameters continues to be shown for the eccentric gear as same as for the concentric gear such that the volumetric flow rate (volumetric efficiency) increases as the increases of rotational velocity and decrease of gap distance and of outlet pressure. In the meantime, the shape of pressure build-up appears to be exponentially increase as gap distance decreases at upstream position. The pressure is rapidly developing in the upstream and remains almost constant thereafter in the downstream of circumferential flow path. This typical characteristics becomes more profound as eccentricity increases. The pump performance for the eccentric gear pump with minimum gap distance shows better than its concentric counterpart. However, it shows not for the concentric pump with minimum gap distance. Therefore, the gap reduction due to eccentricity may be positive for pump performance.
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