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(guò)程中不會(huì)對(duì)介質(zhì)造成污染，因此被廣泛應(yīng)用于食品醫(yī)藥、石油化工、農(nóng)業(yè)和污水處理等領(lǐng)域。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步，市場(chǎng)對(duì)泵性能的要求也不斷的提高。然而容積效率和流量脈動(dòng)是凸輪轉(zhuǎn)子泵需要得到提高和改善的兩個(gè)重要方面。容積效率不高會(huì)增加能源消耗，使得生產(chǎn)成本提高。流量脈動(dòng)會(huì)造成系統(tǒng)的壓力脈動(dòng)，引起機(jī)械振動(dòng)和噪聲。除此以外，轉(zhuǎn)子泵的流量脈動(dòng)還會(huì)直接

2、影響到所生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。目前國(guó)內(nèi)外轉(zhuǎn)子泵產(chǎn)品的性能有一定差距，國(guó)內(nèi)對(duì)凸輪轉(zhuǎn)子泵的開(kāi)發(fā)多采用仿制或類比的方法，對(duì)其理論研究較少。為了進(jìn)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(kuò)大其適用范圍，本文以三葉圓弧轉(zhuǎn)子泵為研究對(duì)象，運(yùn)用理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，對(duì)泵的容積效率和流量特性進(jìn)行了研究探索。本文主要內(nèi)容如下：
　　（1）對(duì)三葉圓弧轉(zhuǎn)子型線的構(gòu)成及其必須滿足的條件進(jìn)行分析。根據(jù)共軛曲線的特點(diǎn)推導(dǎo)了轉(zhuǎn)子的型線方程。對(duì)轉(zhuǎn)子

3、型線的重要參數(shù)（徑距比、面積利用系數(shù)）進(jìn)行分析，并推導(dǎo)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(dòng)納維-斯托克斯方程為基礎(chǔ)，分析圓弧轉(zhuǎn)子泵間隙泄漏速度和泄漏流量。推導(dǎo)圓弧轉(zhuǎn)子泵容積效率表達(dá)式，確定圓弧轉(zhuǎn)子泵容積效率的影響因素。
　　（3）運(yùn)用容積變化法推導(dǎo)三葉圓弧轉(zhuǎn)子泵瞬時(shí)流量公式,在此基礎(chǔ)上分析流量脈動(dòng)頻率、流量不均勻系數(shù)、最大瞬時(shí)流量和最小瞬時(shí)流量。
　?。?）運(yùn)用UG和ICEM建立轉(zhuǎn)子泵流道的