熔体齿轮泵热特性分析

为研究熔体齿轮泵在输送高温高压介质,其齿轮产生热变形的情况。采用ProE进行实体建模,建立其中心轮和四个行星轮的3D模型。并基于热传导理论,建立中心轮和行星轮在高温介质中本体稳态温度场。由此,利用ANSYS软件对热和结构两个物理场进行耦合,模拟分析中心轮和行星轮在传输高温介质过程中热应力和热变形。结果表明,各齿的表面温度要略高于中间截面的温度,从齿顶到齿根温度有下降趋势,且梯度逐渐增大;整个啮合区域中两端温度偏低,其他区域温度梯度很小;中心轮最大热应力位于啮合处的齿根上,行星轮最大热应力位于啮合处的齿顶上,这两个位置是热应力破坏最危险的部位;中心轮的热变形会小于行星轮的热变形,热变形使得中心轮整体向外膨胀呈现凹形,热变形使得行星轮整体向外膨胀呈现梯形,这样就会造成卡齿,使得熔体齿轮泵无法正常运行。     

无接触传动永磁齿轮磁场的数值模拟

 永磁齿轮作为一种新型的磁力传动机构,主动轮与从动轮之间没有直接表面接触,是通过磁场相互耦合产生的磁力来实现力矩和功率的传递.为了对永磁齿轮的传动特性进行研究,对永磁齿轮的磁场进行分析计算,利用ANSYS有限元软件模拟永磁齿轮磁场在不同矩角时的磁感应线、磁感应强度的分布,得出永磁齿轮的矩角特性曲线.通过实验验证了永磁齿轮的矩角特性和低速时的啮合比.     

400Hz高速磁力泵永磁联轴器磁场特性分析

鉴于包含运动边界磁场难处理的问题,为精确获得内外磁转子同步旋转隔离套静止其中时的磁场特性,应用Maxwell软件基于时步有限元法对400Hz高速磁力泵永磁联轴器进行了二维有限元瞬态计算。分析了稳态转速下的磁场分布特性,得到了不同转速及磁转角下的磁力线和涡流密度分布,给出了转矩和涡流损耗随转速、磁转角变化的关系。结果表明,内外轴式永磁联轴器输出转矩基本恒定,当转速为7800r/min,磁转角为7.5°时的波动幅值仅为平均值的0.81%;转矩不随转速变化,而随磁转角基本呈正弦变化。涡流损耗随转速增大而增大,随磁转角增大而减小;磁转角7.5°时,n=7800r/min涡流损耗为n=750r/min涡流损耗的108倍。由于隔离套涡流损耗产生的附加磁场的作用,内外磁转子气隙不同半径处的磁感应强度有所差别;相同磁转角下,R=38.1mm处周向磁密幅值均大于R=36.55mm处,且其周向磁密向磁转子转动方向偏移,而R=37.4mm处的周向磁密向磁转子转动的反向偏移。     

小功率高速磁力泵的研制

介绍高速磁力泵水力设计、结构设计和隔离套强度验算，提出利用冷却循环回路造成的压降平衡轴向力的设计计算方法，总结了高速磁力泵主要零件的加工工艺和材料。经实际试验验证，高速磁力泵水力性能、结构尺寸达到了设计要求，运行平稳、工作可靠。高速磁力泵有广泛的推广应用领域，此产品的研制成功具有重要的使用价值。     

我国泵CAD发展中的几个问题

综述了我国泵CAD的发展过程和技术特点，以及起步，发展和完善等三个发展阶段，泵CAD技术有人机交互设计，功能模块化和数据管理等内容，分析了泵CAD技术存在的不足，提出了新世纪泵CAD的发展方向。     

低汽蚀余量磁力泵的试验研究

为了获得良好的抗汽蚀性能,对磁力泵叶轮采取低汽蚀余量设计措施,同时配置变螺距诱导轮.在结构上利用永磁传动实现了无泄漏,解决了转子体轴向力平衡、导轴承结构与材料、循环回路润滑冷却等重要技术问题.经样机的试验检测表明,低汽蚀余量磁力泵的流量、扬程和必须汽蚀余量性能及其振动值均达到了设计要求.     

叶轮外径对前弯型液力透平性能的影响*

为研究前弯型叶轮外径对液力透平水力性能的影响,进行试验,获得了液力透平外特性数据,与计算流体动力学(Computational fluid dynamics, CFD)的结果进行对比分析,发现两者结果十分接近,验证了CFD模拟的准确性。利用CFD技术获得了215 mm、235 mm和255 mm叶轮外径液力透平的外特性曲线,发现随叶轮外径的增加,高效点向大流量区域偏移,在大流量区域,扬程大幅下降,轴功率小幅提升,效率有较明显提升,在小流量区域,扬程上升,轴功率略微下降,效率下降明显。对215 mm、235 mm和255 mm外径叶轮的速度场分析,发现随叶轮外径的增加,叶轮与蜗壳基圆之间的循环流量逐渐减小,流动状态得到明显改善,叶轮内水力损失也有较为明显的减小。利用理论公式推测改变了叶轮外径后的液力透平的高效点参数,发现普遍高于CFD模拟结果,分析产生差值的可能原因。对液力透平的轴功率、扬程进行理论分析,探讨其随叶轮外径增加的变化趋势。     

基于流场数值模拟的磁力驱动冷凝泵入口流动分析

为了提高磁力驱动冷凝泵的抗汽蚀性能,在泵叶轮入口处配置了变螺距诱导轮,并建立了吸入口配置变螺距诱导轮和未配置变螺距诱导轮的两种模型。采用Fluent软件对磁力驱动冷凝泵内流场进行数值模拟,给出了其内部压力分布以及粒子流动迹线图。通过两组数据的比较,得到了内部流场的主要特征。模拟结果表明,磁力驱动冷凝泵吸入口配置变螺距诱导轮可以有效提高抗汽蚀性能。     

舰船用泵倾斜出口边叶轮的径向力研究

舰船用泵的振动噪声影响到舰船的隐蔽性,减振降噪是当下关注的重要议题。舰船用泵在小流量工况运行时,常因作用于叶轮上的径向力分布不均而引发机械振动,进而产生噪声。在水力设计方面,可以采用叶轮出口边倾斜设计的方法来改善船用泵在小流量工况下的径向力特性。运用数值模拟与试验相结合的方法来研究径向力脉动分布及其特性,模拟结果表明:出口边倾斜布置相较于传统的出口边垂直布置可以有效改善叶轮的径向力特性,而水力性能变化不大。因而,完全可以在不改变泵结构的前提下,将直叶片叶轮更换为斜叶片叶轮,进而取得良好的降噪效果。