转子几何参数对凸轮泵内部流动特性的影响规律

发布时间：2020-09-21 17:11

　　 近年来,凸轮转子泵因其良好的使用性能及结构优势在各领域得到了广泛应用。转子是凸轮转子泵最重要的核心部件,转子的优劣很大程度上决定了凸轮转子泵的性能,因此,对凸轮转子几何参数进行研究显得尤为重要。本文以摆线型凸轮转子泵为研究对象,采用Pumplinx+Scorg相结合的方式对凸轮转子泵计算模型进行网格划分,并基于Pumplinx动网格技术和RNG k-ε湍流模型,对凸轮转子泵进行三维非定常数值模拟分析,主要从转子受力、泵出口流量特性、泵腔内部流动三个方面,揭示了凸轮转子径长比、螺旋角度、叶片数对泵性能的影响规律,研究结果表明:(1)转子径长比对凸轮转子泵性能有显著影响。随着转子径长比的增大,凸轮转子泵出口平均流量值先增大后减小,泵出口瞬时流量脉动幅值呈下降趋势;随着转子径长比的增大,转子所受瞬态径向力脉动幅值与平均径向力均持续减小;随着转子径长比增大,转子附近流动速度增大,凸轮转子泵出口回流现象减小,出口流动稳定,泵腔内部旋涡数目增多,旋涡强度先变小后增大,内泄漏先减小后增大。综合考虑,在转子径长比为0.7~1.3时,泵性能达到最优。(2)与直叶片相比,螺旋式凸轮转子泵的流量减小,内泄漏增大,但出口流量脉动减小,内部流动更加稳定;随着转子螺旋角度的增大,凸轮转子泵出口流量先增大后减小,流量脉动持续减小,泵出口处旋涡及流动分离现象先减小再增大,且仅当螺旋角为60°时,泵出口流量最大,内泄漏最小,水力性能损失最小,而后随转子螺旋角度的增大,内部旋涡和出口回流现象变严重,内泄漏增大,凸轮转子泵整机性能降低;凸轮转子所受径向力与轴向力的合力先减小后增大,在转子螺旋角度为60°时达到最小值。综合考虑转子螺旋角度对凸轮转子泵外特性及内部流场的影响,取转子螺旋角度为45°~60°能够使得螺旋式凸轮转子泵内部流场损失最小和综合水力性能最优。(3)随着转子叶型数的增多,凸轮转子泵出口流量有所下降,水力损失增大,但转子所受径向力减小,泵腔内部流动更加稳定。
【学位单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH326

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本文编号：2823760