凸轮泵课题的主要研究内容

2013/12/2 7:26:11      点击:
凸轮转子泵有着越来越广泛的发展前途,但是主要存在两个问题,一是对凸轮泵内流场的研究多采用试验验研究,存在很大的局限性;二是转子泵液流脉动大,噪声大。
从fi->f面的论述中我们可以看到,国内外对凸轮转子泵内流场的研究多为采用试验研究手段,采用模型换算和经验系数方法来对凸轮转子泵进行设计和性能预测,可见整个设计理论是很不完善的。这是因为我们发现试验研究存在着很大的局限性:装置复杂、代价高、周期长,而且不容易实现等等。而数值模拟将理论分析和试验研究融合在一起,在对内流场的研究中已经开始展现出它独特的优势。
尤其是当前正处于CFD技术兴旺发达的时期,数值计算方法正在向更高的计算精度、更好的区域适应性以及更强的健壮性方向发展。我们可以借此进行数值模拟试验,通过数值计算对设计风机的性能以及内流场的特征进行初步预测,在图纸设计阶段就减小或者消除存在的隐患;而且由于它的重复性好,条件易于控制,因此可以方便地修改各项参数,在多个约束条件下获得最佳性能的设计,并且可以重复模拟过程。毋庸置疑,数值模拟为设计者提供了最方便快捷,同时也是最经济可靠的设计途径。
目前,国内外凸轮转子泵行业中,液流脉动噪声是抑制这个行业得到进一步发展的主要原因之一。在国外,大量的汽车、自动化设备上使用凸轮转子泵,但是由于噪声太大,应用范围受到限制。对出口流量脉动进行理论分析,对凸轮转子泵的流场进行数值模拟,结合二维与三维仿真研究流场中的一些流动现象。
主要工作如下:
(1)对凸轮泵的结构进行分析,建立几何模型,并对计算区域进行合理的划分;分析CFD流体仿真在凸轮转子泵内流场分析中的应用方法,研究三维仿真中物理模型及计算模型的选取。
(2)以某型号凸轮泵为研究对象,利用企业提供的结构数据,对其内部流场进行三维的仿真计算;将计算结果进行图形化显示及处理,并用相关试验数据验证仿真结果的准确性;对计算结果进行深入的分析和讨论,揭示凸轮转子泵内部的流动特性,验证前人的假设。

(3)采用动网格方法对内部流场进行二维仿真,分析转子转过不同角度的流场情况,对出口脉动及涡流现象进行深入的研究。


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