凸轮泵转子设计及内部瞬态特性数值模拟-论文.pdf

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1、第40卷第4期兰州理工大学学报Vo1．40No．42014年8月JournalofLanzhouUniversityofTechnologyAug．2014文章编号：1673—5196(2014)04-O040-05凸轮泵转子设计及内部瞬态特性数值模拟沈浩，桑小虎，黎义斌，孟庆武。，贾琨(1．兰I州理工大学机电工程学院，甘肃兰州730050；2．兰州理工大学能源与动力工程学院，甘肃兰州730050；3．济南优科精流机械设备有限公司，山东济南250021)摘要：以两叶、三叶凸轮泵为主要研究对象，首先建立渐开线型两叶、三叶凸轮泵转子型线，然后以CFD软件Flu—ent为工具，采用RNGk-

2、e湍流模型和PISO算法，并且借助Fluent动网格技术和UDF函数对凸轮泵内部流场进行非定常的动态数值模拟，研究凸轮泵内瞬时流场分布以及压强、速度变化规律．结果表明：基于动网格技术的凸轮泵内部流场的动态数值模拟，能够较真实地反映凸轮泵内部湍流流动的流场分布以及两叶、三叶凸轮泵内部流场的压强和速度的动态变化．由于凸轮泵转子之间、转子与泵内壁间间隙的存在，高压区域会通过间隙向低压区域高速返流，且压差越大涡旋越强，回流冲击越大，最终结果使得工作腔的压力升高．不管两叶还是三叶转子在转动时内部都会产生涡旋现象，且涡旋的位置、形状和大小随着转子的转动而周期性地产生、发展和消失．关键词：凸轮泵；渐

3、开线型；动网格；Fluent中图分类号：TH326文献标识码：ARotordesignoflobepumpandnumericalsimulationoftransientperformanceofitsinteriorflowfieldSHENHao，SANGXiao-hu。，LIYi—bin，MENGQing-wu。，JIAKun(1．CollegeofMechano-ElectronicEngineering，l~nzhouUniv．ofTecK，Lanzhou730050。China；2．CollegeofEnergyandPowerEngineering，LanzhouUni

4、v．ofTech．，Lanzhou730050，China；3．JinanYukeMeteringFlowMachineryCo．，I．tck，Jinan250021，China)Abstract：Takingthelobpumpwithdoubleandtriplelobsasinvestigationobject，theinvoluteprofileofpumprotorisdeveloped．TakingthesoftwareFluentforCFDasinstrument，usingtheRNGk-eturbu—lencemodeandPISOalgorithm，andmaki

5、nguseofthemobilegridtechniqueandUDFfunction，thenon-stationarydynamicnumericalsimulationofflowfieldinsideoflobepumpisperformedandthetransientdistributionofinteriorflowfieldandthevariationpatternofpressureandvelocityinthelobepumpisin—vestigated．Theresultshowsthatthedynamicnumericalsimulationofpump

6、interiorflowfieldwithmo—bilegridtechniqueisabletoreflectmoreactuallytheflowfieldofturbulentflowandthedynamicvariationofitspressureandvelocityinsidethepumpwithdoubleandtriplelobes．Becauseofthesmallgapsexistingbetweentherotorsandpumpcase，thefluidwithhigherpressurewillflowbackfastintothelowerpres—s

7、ureareathoughthesmallgaps．Andthehigherthepressuredifferenceis，thestrongertheswirlandim—pactofthebackflowwillbe，makingfinallythepressureinworkingchamberincreased．Theswirlingphe—nomenonmaytakeplaceinsidetherotatingpumpnomatter