基于三維數(shù)值模擬的轉(zhuǎn)子泵性能特性研究.pdf

1、凸輪轉(zhuǎn)子泵屬于非接觸式容積泵，因其具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、輸送介質(zhì)粘度范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于污水處理、造紙與紙漿、食品、車載、采礦及重工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。然而轉(zhuǎn)子泵的泄漏、脈動(dòng)問(wèn)題一直阻礙著轉(zhuǎn)子泵的發(fā)展和應(yīng)用。泄漏導(dǎo)致輸出流量減小，使得轉(zhuǎn)子泵工作效率降低。流量脈動(dòng)是產(chǎn)生壓力脈動(dòng)的源頭，是引起機(jī)械系統(tǒng)壓力脈動(dòng)的根本原因。壓力脈動(dòng)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，降低機(jī)械系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。因此降低流量脈動(dòng)能夠減小振動(dòng)和噪聲，提高機(jī)械系統(tǒng)的穩(wěn)定性。隨

2、著市場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子泵的性能要求逐步提高，為了進(jìn)一步降低轉(zhuǎn)子泵的脈動(dòng)和噪聲，提高整體機(jī)械系統(tǒng)的穩(wěn)定性，本文以轉(zhuǎn)子泵為研究對(duì)象，采用CFD軟件對(duì)其內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，分析轉(zhuǎn)子泵脈動(dòng)的成因以及影響因素，并對(duì)其進(jìn)出口進(jìn)行了優(yōu)化與改進(jìn)。本文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1、使用Pro/E三維繪圖軟件，對(duì)轉(zhuǎn)子泵端面型線進(jìn)行參數(shù)化建模，建立不同凸輪轉(zhuǎn)子與泵殼的三維模型，最后生成轉(zhuǎn)子泵的數(shù)值計(jì)算模型。
　　2、對(duì)轉(zhuǎn)子泵三維模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，應(yīng)用計(jì)算流

3、體動(dòng)力學(xué)理論，在近壁區(qū)域采用壁面函數(shù)法，對(duì)轉(zhuǎn)子附近的流域采用動(dòng)網(wǎng)格計(jì)算方法中的彈簧光順以及局部重構(gòu)算法進(jìn)行求解。得到了轉(zhuǎn)子泵內(nèi)流場(chǎng)特性以及流量脈動(dòng)的變化規(guī)律。并對(duì)不同CFD軟件環(huán)境下求解轉(zhuǎn)子泵模型問(wèn)題的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行探討。
　　3、對(duì)具有不同轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子泵模型進(jìn)行多工況數(shù)值求解，分析、對(duì)比各自內(nèi)部流場(chǎng)特性。探討轉(zhuǎn)子泵幾何參數(shù)（扭轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)子葉數(shù)、進(jìn)出口結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)子間隙）以及壓差、轉(zhuǎn)速等對(duì)轉(zhuǎn)子泵內(nèi)部流場(chǎng)和性能特性的影響。
　　4、選