基于數(shù)值模擬的圓弧轉(zhuǎn)子泵容積效率及流量特性研究.pdf

1、凸輪轉(zhuǎn)子泵作為回轉(zhuǎn)式容積泵常用于介質(zhì)的輸送，該種泵可輸送高粘甚至是含固體顆粒物的介質(zhì)，輸送過程中不會對介質(zhì)造成污染，因此被廣泛應用于食品醫(yī)藥、石油化工、農(nóng)業(yè)和污水處理等領域。隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展和技術(shù)的不斷進步，市場對泵性能的要求也不斷的提高。然而容積效率和流量脈動是凸輪轉(zhuǎn)子泵需要得到提高和改善的兩個重要方面。容積效率不高會增加能源消耗，使得生產(chǎn)成本提高。流量脈動會造成系統(tǒng)的壓力脈動，引起機械振動和噪聲。除此以外，轉(zhuǎn)子泵的流量脈動還會直接

2、影響到所生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。目前國內(nèi)外轉(zhuǎn)子泵產(chǎn)品的性能有一定差距，國內(nèi)對凸輪轉(zhuǎn)子泵的開發(fā)多采用仿制或類比的方法，對其理論研究較少。為了進一步改善凸輪轉(zhuǎn)子泵的性能、節(jié)約能耗、降低生產(chǎn)成本、擴大其適用范圍，本文以三葉圓弧轉(zhuǎn)子泵為研究對象，運用理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，對泵的容積效率和流量特性進行了研究探索。本文主要內(nèi)容如下：
　?。?）對三葉圓弧轉(zhuǎn)子型線的構(gòu)成及其必須滿足的條件進行分析。根據(jù)共軛曲線的特點推導了轉(zhuǎn)子的型線方程。對轉(zhuǎn)子

3、型線的重要參數(shù)（徑距比、面積利用系數(shù)）進行分析，并推導二者之間的關(guān)系。
　?。?）從理論流量和泄漏角度出發(fā)，以粘性流動納維-斯托克斯方程為基礎，分析圓弧轉(zhuǎn)子泵間隙泄漏速度和泄漏流量。推導圓弧轉(zhuǎn)子泵容積效率表達式，確定圓弧轉(zhuǎn)子泵容積效率的影響因素。
　?。?）運用容積變化法推導三葉圓弧轉(zhuǎn)子泵瞬時流量公式,在此基礎上分析流量脈動頻率、流量不均勻系數(shù)、最大瞬時流量和最小瞬時流量。
　　（4）運用UG和ICEM建立轉(zhuǎn)子泵流道的