对于叶轮泵在液压系统中的应用研究

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1、2013年7月机床与液压Ju1．2013第41卷第l3期MACHINET0OL&HYDRAULICSVol_41No．13DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．13．019叶轮泵在液压系统中的应用研究孟亚东，童敏勇，关志伟(天津职业技术师范大学汽车与交通学院，天津300222)摘要：针对一个水力机械领域的叶轮泵进行全转速范围的数值模拟，得到各种工况下泵的外部特性曲线；研究一种特殊情况下的应用，即叶轮泵在液压系统中的应用；对比研究叶轮泵和普通容积式泵在液压系统中的工作特点，对两种泵的工作性能进行分析。关键词：叶轮泵；数值模拟；液压系统中图分类

2、号：TH137，TH311文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)13—067—4ApplicationResearchoftheImpellerPumpinHydraulicSystemMENGYadong，TONGMinyong，GUANZhiwei(SchoolofAutomobileandTransportation，TianjinUniversityofTechnologyandEducation，Tianjin300222，China)Abstract：Thenumericalsimulationofanimpellerpumpwhichwas

3、appliedinfluidmachinewasdoneonwholerotatespeedscope，theoutercharacteristiccu~esofpumponallworkingconditionsweredrawn．Aspecialapplication，namelyapplicationinhy—draulicsystem，wasresearched．Theworkingcharacteristicsofimpellerpumpandcommondisplacementpumpinhydraulicsystemwerecompared，andthew

4、orkingperformanceofthebothpumpsinhydraulicsystemwereanalyzed．Keywords：Impellerpump；NumefcMsimulation；Hydraulicsystem针对一个流体机械领域的叶轮泵进行了研究，它叶轮泵在水力机械领域常用于输送液体，在该研作为液压系统的能源进行工作。使用CFDesign进行究中作为液压系统的能源进行工作，按液压系统的工了全转速下的数值模拟，得到了泵的外特性曲线，通作要求，工作压力28MPa，流量200L／min，按水力过低转速下的实际测量结果与数值模拟结果的对比，机械领域进行单

5、位换算后，流量为12in’／h，扬程估计了高转速下的数值模拟误差，绘制出了全转速下(介质转换为水)为2427．6in，比转速为60。基于叶轮泵外部特性的预测曲线，并对误差产生的原因进这些使用特点，称为液压系统用叶轮泵，以下简称叶行了分析。叶轮泵在液压系统中的工作特性不同于一轮泵。般的容积式泵。，针对两种泵在液压系统的应用进1．2叶轮泵内流场建模行了对比研究。流体机械领域中已有的泵内流场研究偏重于叶轮1建模与数值模拟设置内部的流场，经常忽略叶轮与蜗壳之间的容腔和进水1．1研究对象描述室、压水室的影响，但在文中数值模拟中不能抛开这作者研究的叶轮泵的叶轮如图1所示。根据文献些

6、部位。首先它们都是叶轮泵内液流组成的一部分，[5]中对叶轮的定义，该泵为具有全开式叶轮的混分开处理将会造成边界条件失真，而这几个部分之间流泵。的边界条件又很难通过理论计算求出。其次，叶轮泵应用于液压系统中，其出口负载特性受到关注，出口负载直接影响叶轮泵内的流场，将它们放在一起进行数值模拟更能体现实际工作特性。因此，采用整体建模方式，将泵从进口直到出口的整个流场进行几何建模，然后在各个给定转速下对全流量范围进行数值模拟。作者采用Solidwoks建立叶轮泵各组件的三维模图1叶轮结构型，进行必要的布尔运算后，得到从叶轮泵进口到出收稿日期：2012—06—14基金项目：天津职

7、业技术师范大学科研启动项目(KYQDIO005)；教育部科学技术研究重点课题(209004)作者简介：孟亚东(1970一)，男，博士，高级工程师，研究方向为载运工具运用工程。E—mail：mengyd2003@163．tom。·68·机床与液压第41卷口的完整流场模型，参考图2，然后将其导入CFDe—Pl。=0．0016n(2)sign软件进行数值模拟。式中：Pclose为实测关死扬程，MPa；n为泵的转速，1．3数值模拟1×10。r／min。在CFDesign中，采用非结构化四面体网格进行l一数值模拟结果l一数值模拟结果划分，划分后的泵