Efficiency Analysis of a Radial Piston Pump Applied in a 5MW Wind Turbine with Hydraulic Transmission
Translated title
Analyse af effektivitetsgrad af en radialstempelpumpe anvendt i en 5MW vindmølle med hydraulisk transmission
Authors
Aastrup Mortensen, Kasper ; Høj Henriksen, Klaus
Term
2. term
Education
Publication year
2011
Submitted on
2011-05-30
Pages
141
Abstract
Dette speciale undersøger en hydraulisk pumpe, som PMC Servi har foreslået til brug i en vindmøllets transmission. Der blev opbygget en samlet mekanisk og hydraulisk model for at sammenligne standardventiler, og NG63-ventilen blev valgt som reference. Med numerisk strømningsanalyse (CFD) af strømningen i ventilen blev der designet en ny deflektorventil. I en ikke-lineær systemmodel hævede denne ventil den modellerede virkningsgrad til 0.983127, en forbedring på 0.74 procentpoint i forhold til NG63. Test af forskellige opstillinger viste, at brug af to ventiler som både indløb og udløb gav en modelleret virkningsgrad på 0.992038. Modellen blev derefter udvidet med friktion og lækage for stempelringene på hver stempel. Den samme tilgang blev forsøgt for glideskolejet mellem den excentriske aksel og stempelstangen, men trykket i den smalle spalte manglede den nødvendige ikke-lineære adfærd, så modellen kunne ikke bestemme væskefilmens tykkelse. I stedet blev der anvendt en stationær (steady-state) lejemodel. Med friktion og lækage fra stempelringe og glidesko medregnet var den samlede modellerede virkningsgrad 0.98937.
This thesis investigates a hydraulic pump proposed by PMC Servi for use in a wind turbine transmission. A combined mechanical and hydraulic model was built to compare standard valves, and the NG63 valve was chosen as a baseline. Using computational fluid dynamics (CFD) to analyze flow inside the valve, a new deflector valve was designed. In a non-linear system model, this valve raised the predicted efficiency to 0.983127, an improvement of 0.74 percentage points over the NG63. Testing different arrangements showed that using two valves as both inlet and outlet gave a modeled efficiency of 0.992038. The model was then extended to include friction and leakage for the piston rings on each piston. The same approach was attempted for the slipper pad bearing between the eccentric shaft and the piston rod, but the pressure in the narrow gap lacked the required non-linear behavior, so the model could not resolve the fluid-film thickness. A steady-state bearing model was therefore used instead. With piston-ring and slipper-pad friction and leakage included, the overall modeled efficiency was 0.98937.
[This abstract was generated with the help of AI]
Keywords
Documents