中高压纯水双螺杆泵设计理论与仿真研究

发布时间：2017-06-20 19:09

  本文关键词：中高压纯水双螺杆泵设计理论与仿真研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：纯水液压传动具有液压传动的特点，同时具有环保、安全、价格低廉和来源广泛等一系列优点，，正好满足了人们日益强烈的环保要求。目前，纯水液压传动已成为流体传动与控制领域的前沿课题，具有广阔的发展前景。 水压泵作为水压系统的核心元件，其性能直接影响整个水压系统的优劣。本文通过文献研究，全面阐述了国内外水压液压泵和螺杆泵的发展与研究现状，尚未发现水压螺杆泵的相关研究报导。而螺杆泵具有输送介质平稳、压力脉动小、结构简单、对介质粘度不敏感等诸多优点，已被广范应用于各行业。因此纯水压螺杆泵是一个很有潜力的新研究方向。 螺杆泵是一种容积式转子泵，其依靠由螺杆和衬套形成的密封腔的容积变化来吸入和排出液体。螺杆作为螺杆泵的核心零件，其型线类型决定螺杆泵的各种性能指标。本文对双螺杆泵的关键部件—螺杆的型线设计进行了深入研究，并分析了型线的几何特性。通过对螺杆三维模型的约束模态分析和瞬态动力学分析，为确定主、从动螺杆之间间隙及螺杆与衬套之间间隙提供参考依据。利用Fluent软件对本文所设计的双螺杆泵的流道进行了流场仿真，得出了其流场压力云图和速度矢量图，并据此分析了流场的流态和液压力变化，从而对所设计的双螺杆泵的工作特性进行预测。
【关键词】：水液压 双螺杆泵 螺杆型线 动力学 流场仿真
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH327
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 引言8-9
• 1.1.1 螺杆泵的工作原理8
• 1.1.2 螺杆泵的特点及应用8-9
• 1.2 水压液压泵的研究现状9-11
• 1.2.1 水压液压泵的国外研究现状9-10
• 1.2.2 水压液压泵的国内发展与研究现状10-11
• 1.3 螺杆泵的国内外发展与研究现状11-12
• 1.3.1 螺杆泵的国外发展与研究现状11
• 1.3.2 螺杆泵的国内发展与研究现状11-12
• 1.4 课题的来源及研究意义12
• 1.5 课题研究的主要内容12-13
• 1.6 本章小结13-14
• 2 中高压纯水双螺杆泵型线理论设计14-36
• 2.1 螺杆型线理论研究14-17
• 2.1.1 螺杆型线设计原则14
• 2.1.2 密封性螺杆泵四类密封条件14-16
• 2.1.3 转子型线种类及比较16-17
• 2.2 螺杆型线方程和螺旋曲面方程的理论建立17-28
• 2.2.1 型线方程的建立17-20
• 2.2.2 共轭型线方程的求解20-26
• 2.2.3 共轭型线的啮合线方程的求解26-28
• 2.2.4 螺杆螺旋曲面方程28
• 2.3 螺杆型线几何特性的研究28-34
• 2.3.1 泄漏三角形面积的计算29-30
• 2.3.2 齿间面积、齿间容积的计算30-32
• 2.3.3 螺杆齿形密封性能的评价32-34
• 2.4 本章小结34-36
• 3 中高压纯水双螺杆泵螺杆的瞬态动力学分析36-50
• 3.1 模态分析36-43
• 3.1.1 模态分析原理36-37
• 3.1.2 模态分析步骤37
• 3.1.3 主动螺杆的三维几何模型37-39
• 3.1.4 螺杆的有限元模型39-40
• 3.1.5 边界条件和约束40-41
• 3.1.6 约束模态分析结果41-43
• 3.2 螺杆瞬态动力学分析43-47
• 3.2.1 螺杆瞬态动力学模型43-44
• 3.2.2 螺杆瞬态动力学边界条件及加载44-46
• 3.2.3 瞬态动力学分析结果46-47
• 3.3 本章小结47-50
• 4 中高压纯水双螺杆泵流场动态特性仿真50-64
• 4.1 流体动力学仿真技术50-53
• 4.1.1 CFD 简介50-51
• 4.1.2 Fluent 软件介绍51-53
• 4.2 双螺杆泵流道几何模型的建立53
• 4.3 几何模型网格划分53-54
• 4.4 纯水双螺杆泵湍流模型54-56
• 4.4.1 湍流模型设置54-55
• 4.4.2 材料定义55
• 4.4.3 边界条件设置55-56
• 4.4.4 求解设置56
• 4.5 流场动态特性仿真结果及分析56-63
• 4.5.1 压力场仿真57-60
• 4.5.2 速度场仿真60-62
• 4.5.3 泵流道的容积效率62-63
• 4.6 本章小结63-64
• 5 中高压纯水双螺杆泵结构设计分析与试验系统设计64-80
• 5.1 中高压纯水双螺杆泵技术指标和基本参数64-66
• 5.2 中高压纯水双螺杆泵总体结构方案设计66-74
• 5.2.1 泵总体结构方案设计66-67
• 5.2.2 同步系统设计与计算67-69
• 5.2.3 轴承选用与计算69-73
• 5.2.4 主要零部件材料选择73-74
• 5.3 纯水双螺杆泵试验系统的设计74-78
• 5.3.1 试验系统的设计要求\74-76
• 5.3.2 试验系统的组成及主要功能76-78
• 5.3.3 试验项目与试验方法78
• 5.4 本章小结78-80
• 6 结论与展望80-82
• 6.1 研究内容及结论80-81
• 6.2 展望81-82
• 致谢82-84
• 参考文献84-86

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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