新月形内齿轮泵空化流场仿真分析

实际液压系统工作条件一直处于动态演变过程。为了分析变工况后新月形内齿轮泵空化流场的演进规律,提出了一种分布式参数模型,该模型利用动网格技术及两相流模型相结合来模拟齿轮泵中含气油液的流动状况。根据因子水平表及正交表性质设计了正交试验方案,在此基础上计算了不同试验对应的三维内流道模型并获得了流场特性及空化演进规律。结果表明:该类型齿轮泵中无明显困油区域,转子区是整个泵内压力最高也是最低的区域;转速一定时,油温对最低压力的影响最大,含气量次之,工作压力的影响可忽略;啮合区中的空化演进规律最为明显,气相整体呈现出先均匀分布,再分散集中,最后又均衡分布的变化规律;压力演变是气相发生运移的根本原因。     

离心泵内流场空化特性的数值模拟研究

针对离心泵内流场特性分析困难的问题,对离心泵流场数值模拟的几何模型建立、模型网格划分和边界条件设定进行了研究,采用计算流体力学方法,获取了在敞水性能条件下离心泵的扬程-流量、效率-流量的变化关系;结合Zwart空化模型,重点对不同有效汽蚀余量时离心泵的空化流场进行了数值模拟,得到了离心泵的内部流线和空泡分布的情况,并与该离心泵机组进行了性能测试实验,最后在此基础之上进行了对比分析。研究结果表明,所采用的数值模拟方法和空化模型合理有效,此结果可为进一步开展离心泵空化监测技术研究提供借鉴。     

不同吸油口尺寸及转速下齿轮泵空化特性

针对外啮合齿轮泵高转速下空化现象严重的问题,对外啮合齿轮泵空化的发生及其影响因素进行研究。运用吸油腔几何模型,推导出其容积变化率及介质压力变化模型,分析了吸油口尺寸及转速对吸油腔介质最小压力的影响;运用PumpLinx在不同转速及吸油口尺寸下对外啮合齿轮泵进行了仿真,分析了不同条件下泵的空化特性及吸油稳定性。结果表明:啮合点位置的变化与吸油腔压力的变化有很大关系;转速及吸油口尺寸对腔内最小介质压力有很大的影响;同时空化极大的影响了吸油口的流量稳定性。在模型推导和仿真计算的过程中考虑了外啮合齿轮泵很多实际因素,这些研究对齿轮泵的设计及性能优化有重要的参考价值。     

变转速工况对直线共轭内啮合齿轮泵容积效率的影响

随着液压技术向高压化、轻量化、节能化发展,直线共轭内啮合齿轮泵因具有结构紧凑、流量脉动小、使用寿命长、噪声小等优点,其应用领域逐步扩大。随着内啮合齿轮泵使用转速的变化,其容积效率也出现变化,为了获得内啮合齿轮泵转速对其容积效率的影响规律,采用液压油、纯水两种介质,通过数值计算的方法,研究内啮合齿轮泵转子域空化特性、对比分析出口体积流率。结果表明：随着转速上升,内外齿啮合最小容积腔及吸油口处气相体积分数增加明显,易引起空化、气蚀,从而产生噪声、振动等问题;当转速过高时,介质中的气体析出明显,易出现吸空现象,导致齿轮泵容积效率降低,纯水介质比46#液压油介质下的齿轮泵容积效率更低。因此,要改善高转速工况下的齿轮泵容积效率,需优化内啮合齿轮泵进油口流道,增加入口压力,提升内啮合齿轮泵高转速工况下的综合性能。     

转速对海水泵内部空化影响的实验研究

海水泵在吸水过程中,泵内空化现象会直接影响海水泵吸水性能,使容积效率下降.该文针对海水泵内部空化现象,设计了单柱塞海水泵吸水过程可视化实验装置,通过高速摄像系统得到泵内空化流动的图像数据,讨论了在海水泵吸水过程泵内部流道的空化特征,研究了转速对海水泵内部空化现象的影响.结果表明,随着转速的增加,海水泵内空化流动速度加快...     

全空化模型齿轮泵进口腔分析

针对大转速齿轮泵进口腔空化程度严重问题,运用全空化理论,分析不同转速等级对进口腔油液流动稳定性、泵吸油能力影响.以CBAK型齿轮泵为例,建立齿轮泵及侧板槽内的流体动力学模型,运用CFD(Computational Fluid Dynamics)技术及全空化理论,可视化地对不同转速等级下齿轮泵进口腔流体空化的瞬时状态进行数值模拟.结果表明进口腔空化形态有利于进口腔的流动稳定性,但却大大降低了泵的吸油能力.     

齿顶间隙对双圆弧螺旋齿轮泵泄漏及空化特性的影响

为了研究在高速高压工况下双圆弧螺旋齿轮泵齿顶间隙对齿轮泵泄漏及空化特性的影响,建立了双圆弧螺旋齿轮泵最佳齿顶间隙数学模型,计算出最佳齿顶间隙。利用PumpLinx对考虑空化后不同齿顶间隙的齿轮泵内部流场进行数值模拟,结果表明:当齿顶间隙为0.02 mm,齿轮泵的流量脉动和压力脉动相对较小,流量输出品质好,与理论分析最佳齿顶间隙为0.0207 mm基本一致,验证了最佳齿顶间隙模型建立的正确性;齿顶间隙会影响齿轮泵内部流场的空化程度和泄漏量,齿轮泵内部的空化程度随着齿顶间隙的增大而减小,齿顶间隙处的泄漏会随齿顶间隙的增大而增大;齿轮泵齿顶间隙处的空化具有密封作用,可以减小齿顶间隙泄漏。研究结果对双圆弧螺旋齿轮泵结构优化及应用具有一定的参考价值。     

高速诱导轮三维空化内流场计算

采用三维CFD模拟技术对一个高速涡轮泵诱导轮中的空化流动进行了研究。计算准确预测出叶片和横截面上的静压和速度分布,并得到诱导轮的扬程性能;对不同流量下的蒸气相体积份额进行了比较;流线图表明回流涡造成进口低压区,会引起空化的产生;同时还显示并分析了诱导轮中空化区与内部流动的关系。     

转速对涡旋液泵空化性能的影响

基于空泡动力学和两相流理论,采用Schnerr-Sauer模型,运用动网格技术对涡旋式液泵不同转速下的空化特性进行了数值模拟,得到不同转角下流场内空化发生位置和强度随着转速的变化规律,以及气液相的分布情况。结果表明:涡旋液泵低转速时不易发生空化,随着转速的增加,空化加剧且多发生在啮合间隙处及吸液腔内,转角较大时在动盘外壁面处也有较为严重的空化发生;随着转速的增大,泵进口流量增大,由于空化的加剧效率降低。     

外啮合齿轮泵内部两相流动的数值模拟

应用动网格和气穴模型,对某外啮合齿轮泵进行三维数值模拟研究,分析齿轮泵的总体性能和内部流场特性,得出齿轮泵流量随进口压力减小的变化规律,模拟其内部气穴的产生、运输以及破灭过程。计算结果表明,在齿轮泵的工作过程中啮合处会产生气穴。若泵进口腔的压力较高,气穴就会随着工作液的填充而迅速消失,齿谷输送的工作液中不会包含气穴,齿轮泵的流量只会随进口压力的降低略微下降;若泵进口腔的压力过低,气穴不但难以消失,而且还会被齿谷输送走,导致齿轮泵质量流量迅速下降。齿轮泵进口压力越低,则输送的工作液中气体所占的比体积越高,质量流量下降越明显。     

内啮合齿轮泵流场的数值模拟

采用Fluent的动网格技术,对内啮合齿轮泵内部流场进行了二维非定常计算,得到了内啮合齿轮泵在不同工况下的流场特性。结果表明内啮合齿轮泵无困油现象,泵转速提高会使压力过渡区相邻两齿之间的压差增大。     

平衡式复合齿轮泵的试验研究

建立了复合齿轮泵流量脉动的测试系统,通过与普通齿轮泵的对比试验,得出了复合齿轮泵流量大、流量均匀性好,具有良好好推广应用前景。     

轴流泵叶轮汽蚀两相流的数值模拟与分析

为了分析某型号轴流泵叶轮汽蚀状态下汽液两相流特征,本文基于均相流模型、RNG k-ε湍流模型与SIM-PLEC算法,分别从外特性和内部流场两方面分析了轴流泵叶轮的空化过程,通过定量分析不同NPSH下轴流泵的扬程下降和空泡分布的对应关系,讨论了不同空化状态下叶轮内部速度场和压力场的分布,寻找出轴流泵空化发生破坏的位置和发展趋势。数值模拟结果表明,空化初生时空泡产生于叶片背面进口轮缘处,随着轴流泵进口压力的不断降低,叶片背面外缘处空泡逐渐向轮毂侧发展,且外缘侧空泡不断向前推进,在装置汽蚀余量NPSH为6.62m时,空泡基本覆盖叶片的背面,此时叶片丧失了部分做功能力,且扬程下降明显。计算模型泵进行了现场运行试验,试验结果表明,数值模拟的空泡分布与实际破坏位置一致,验证了数值计算的准确性,也为解决轴流泵汽蚀破坏问题提供了内流流场参考。     

齿轮泵的流量脉动机理分析与设计

齿轮泵流基脉动大的缺点限制了其应用的范围,因此对于齿轮泵流量脉动的研究尤为重要。文中研究了齿轮泵流量脉动的机理,探讨了瞬时流量脉动规律,指出齿轮泵流量脉动的本质,并用错齿方法设计出流量为25L/min的错齿泵。     

齿轮泵中气泡-液体两相油流的裂解研究

分析了油液经齿轮油泵传输过程中气泡-液体两相流的形成和特性,指出油液裂解的因素,如齿轮啮合对润滑油膜的破坏、气泡-液体相变的能量转换、气泡溃灭的微射流能量及其电化学反应等。以绝缘油裂解的特征气体为例,对气泡-液体两相油流的裂解程度进行了定量分析。根据理论分析的结果,提出了改进齿轮油泵传输结构方案,从而有效降低了气泡-液体两相流在齿轮泵传输过程中的裂解程度。     

双作用齿轮泵

现有齿轮泵传动轴每转一周只能实现一次吸油、一次排油,属于单作用工作方式,存在排量小、径向力不平衡、流量脉动大、寿命短等问题,借鉴双作用叶片泵原理,提出了一种新型齿轮泵——双作用齿轮泵,叙述了新型齿轮泵的结构组成、工作原理、特点。双作用齿轮泵具有两个吸油腔、两个排油腔,可输出双倍排量,并且径向力得以平衡,为齿轮泵的更新与发展提供了创新途径。