Sertac CADIRCI, Mustafa OZSIPAHI, Hasan GUNES, Kemal SARIOGLU

A COMPARISON OF AN ANALYTICAL AND NUMERICAL FLOW MODEL FOR THE LUBRICATION SYSTEM OF A VARIABLE SPEED HERMETIC COMPRESSOR

Bu çalışmada ev tipi buzdolaplarında kullanılan değişken devirli hermetik pistonlu kompresörlerin yağlama sisteminde bulunan vidalı pompa etrafındaki akış analitik olarak modellenmiş olup, sayısal modellemeler ile karşılaştırılmıştır. Değişken kapasiteli kompresörler (VCC) farklı devir sayılarında çalıştırılabildikleri için, merkezkaç etkilerin en az seviyede olduğu düşük devir sayılarında dahi yeterli bir yağlamaya ihtiyaç duyulmaktadır. Bu amaç için, krank mili içerisinde yer alan vidalı pompa bu tip kompresörlerin yağlama sisteminin bir parçasıdır. Analitik akış modeli kullanılarak, krank mili ucundan çıkan kütlesel yağ debisini arttıracak ana tasarım parametrelerinin etkileri tahmin edilmiş ve sayısal sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Bu çalışmada özellikle devir sayısının, yağ viskozitesinin, krank milinin yağ haznesi içerindeki daldırma derinliğinin ve vida diş oranının etkileri incelenmiştir.

DEĞİŞKEN DEVİRLİ HERMETİK KOMPRESÖR YAĞLAMA SİSTEMİ İÇİN AKIŞ MODELİNİN ANALİTİK VE SAYISAL OLARAK KARŞILAŞTIRILMAS

This study presents an analytical flow model for the screw pump and compares it with the numerical simulations for the lubrication system of a variable speed hermetic reciprocating compressor used mainly in household refrigerators. Since variable capacity compressors (VCC) can be operated at different rotational speeds, a sufficient lubrication is required even at low rotational speeds where centrifugal effects are at a minimum. The lubrication system of such compressors includes a screw pump inside their crankshaft for this purpose. Using the analytical flow model, effects of the main design parameters for the screw pump to maximize the mass flow rate of the lubricant released from the upper part of the crankshaft are predicted and compared with numerical results. Specifically, the effects of the rotational speed, the oil viscosity, the submersion depth of the crankshaft in the oil sump and screw aspect ratio are investigated in this paper.

PDF

___

Alves M.V.C., Barbosa J.R. Jr., Prata A.T., 2009, "Analytical Solution of Single Screw Extrusion Applicable to Intermediate Values of Screw Channel Aspect Ratio", J. Food Eng., vol. 92 pp. 152-156.
Alves M.V.C., Barbosa J.R. Jr., Prata A.T., 2012, "Analytical and CFD Modelling of the Fluid Flow in an Eccentric-Tube Centrifugal Oil Pump for Hermetic Compressors", International Compressor Engineering Conference, Purdue University
Alves M.V.C., Barbosa J.R. Jr., Prata A.T., 2013, "Analytical and CFD Modelling of the Fluid Flow in an Eccentric-Tube Centrifugal Oil Pump for Hermetic Compressors", Int. J. Refrigeration, vol. 36 pp. 1905-1915.
Alves M.V.C., Barbosa J.R. Jr., Prata A.T., Ribas F.A Jr., 2011, "Fluid Flow in a Screw Pump Oil Supply System for Reciprocating Compressors", Int. J. Refrigeration, vol. 34 pp. 74-83.
ANSYS- Fluent 14.0, 2011, Theory Guide, pp. 500-524. Kerpicci H., Onbasioglu S.U., Yagci A., Oguz E., 2010, "Numerical Investigation of Oil Flow in a Hermetic Reciprocating Compressor", International Compressor Engineering Conference, Purdue University
Kim H.J., Lee T.J., Kim K.H., Bae Y.J., 2002, "Numerical Simulation of Oil Supply System of Reciprocating Compressor for Household Refrigerators", International Compressor Engineering Conference, Purdue University
Li Y, Hsieh F., 1996, "Modeling of Flow in a Single Screw Extruder", J. of Food Eng., vol.27, pp. 353-375
Lückmann A.J., Alves M.V.C., Barbosa J.R. Jr., 2008, "Analysis of Oil Pumping in a Reciprocating Compressor", International Compressor Engineering Conference, Purdue University.
Lückmann A.J., Alves M.V.C., Barbosa J.R. Jr., 2009, "Analysis of Oil Pumping in a Reciprocating Compressor", Applied Thermal Eng., vol. 29, pp. 3118-3123.
Ozsipahi M., Cadirci S., Gunes H., Sarioglu K., Kerpicci H., 2014, " Numerical Simulation of Lubrication System in a Hermetic Reciprocating Compressor", ASME- Engineering System and Design Analysis (ESDA), Copenhagen.
Ozsipahi M., Cadirci S., Gunes H., Kerpicci H., Sarioglu K., 2014, "A numerical study on the lubrication system for a hermetic reciprocating compressor used in household refrigerators", Int. J. Refrigeration, vol. 48 pp. 210-220.
Tada M. P., Hoffmann T., Couto P.R., Manke A. L., de Bortoli M.G.D., 2014, "Numerical and Experimental Examination for Oil Pump System Using a Simplified Uncoupled Simulation Model", International Compressor Engineering Conference, Purdue University.
Wu W., Li J., Lu L., Feng Q., 2010, "Analysis of Oil Pumping in the Hermetic Reciprocating Compressor for Household Refrigerators", International Compressor Engineering Conference, Purdue University