مدلسازی دینامیکی و کنترل مود لغزشی پمپ مارپیچ دوار

Abstract

انتقال سیالات دوفازی در صنعت اهمیت ویژه‌ای دارد. پمپ مارپیچ دوار یک شکل خاص از پمپ است که برای انتقال جریان دوفازی گاز-مایع و همچنین ایجاد جریان ضربانی قابل استفاده است. ساختار این پمپ با پمپ های مرسوم تفاوت دارد و هندسه آن در حین کار قابل تغییر است. در این مقاله، ضمن ساخت نسخه دوم این پمپ، برای اولین بار تحلیل دینامیکی انجام شده است و معادلات حاکم بر رفتار آن بر اساس متغیرهای کنترلی ورودی (سرعت دورانی و زاویه شیب پمپ) استخراج شده است. در تحلیل دینامیکی یک حجم کنترل چرخان منطبق بر لوله مارپیچ در نظر گرفته شده است. به منظور تعیین مقادیر ورودی‌های متناظر با خروجی‌های مطلوب، از منحنی‌های مشخصه بی بعد پمپ که در پژوهش قبلی منتشر شده است، استفاده می‌شود. سپس کنترل پمپ بر اساس دو متغیر ورودی انجام می‌شود تا میزان هد و دبی پمپ به مقدار مطلوب برسد. کنترل مود لغزشی بر روی این سیستم پیاده سازی شده است. نتایج کنترل پمپ برای مقدار دلخواه مطلوب هد و دبی به صورت نمودارهای متغیرهای کنترلی و سیگنال کنترلی نشان داده شده است. از ویژگی‌های جذاب این پمپ آن است که در دورهای پایین هم امکان انتقال سیال را دارد و بدون تغییر دادن دور هم می‌توان نقطه کارکرد آن (هد-دبی) را تغییر داد. نتایج مقاله شامل معادلات دینامیکی استخراج شده پمپ مارپیچ دوار است که در پژوهش‌های آتی می‌توان از آن استفاده نمود. همچنین نتایج حاکی از موفقیت روش مود لغزشی در کنترل پمپ است.