Моделирование работы перистальтического насоса линейного типа с учетом упругих свойств рабочего органа насоса
Modeling of the linear peristaltic pump operation with the consideration of the pump’s operating element elastic properties
Аннотация. В работе проведено моделирование работы перистальтического насоса с линейно расположенной трубкой, которая поочередно сжимается в трех местах в поперечном направлении. Для моделирования был использован программный комплекс STAR-CCM+, в котором был проведен совместный расчет деформации трубки и течения жидкости внутри нее. Показано, что при численном моделировании возможен расчет только в случае неполного сжатия упругого рабочего органа. Установлено, что при одних и тех же геометрических параметрах насоса свойства материала трубки влияют как на создаваемое давление, так и на подачу, причем с увеличением коэффициента Пуассона подача и создаваемое давление уменьшаются.
Ключевые слова: перистальтический насос, упругие деформации, взаимодействие жидкости и твердого тела, вычислительная гидродинамика.
Abstract. The modeling of the peristaltic pump with the linear placed tube which is serially compressed in three places in the cross direction is carried out in the work. The program package STAR-CCM+ was used for SFI modeling of the tube deformation and fluid flow in the tube. It is shown that numerical calculation can be used only for the case of the incomplete compression of the elastic operating element. It is established that the tube material properties influence both the flow rate and pressure of the pump at its same geometrical parameters and the pressure and the flow rate decreases with the increase of the Poisson coefficient.
Key words: peristaltic pump, elastic deformation, fluid–structure interaction, computational fluid dynamics.