本文關(guān)鍵詞：微型旋渦泵性能及壓力脈動(dòng)特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：旋渦泵因其在小流量、高揚(yáng)程流體輸送場(chǎng)合的性能優(yōu)勢(shì)而在汽車、航空航天、化工和醫(yī)藥等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。由于旋渦泵內(nèi)流體在葉片內(nèi)的循環(huán)流動(dòng),使其具有壓力系數(shù)高的特點(diǎn),而旋渦運(yùn)動(dòng)造成的能量損失又使其效率較低。同時(shí),旋渦泵也和其他流體機(jī)械類似地存在葉輪與靜止部件的動(dòng)靜干涉問(wèn)題,從而產(chǎn)生流體的壓力脈動(dòng),導(dǎo)致裝置振動(dòng)。對(duì)于汽車和航空航天等應(yīng)用領(lǐng)域,振動(dòng)問(wèn)題和低效率是旋渦泵設(shè)計(jì)應(yīng)用過(guò)程亟需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。本文以一種用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)的微型旋渦泵為對(duì)象,研究其水力性能和壓力脈動(dòng)特性,以期為發(fā)動(dòng)機(jī)燃油泵的性能提升和減振提供支撐。本文首先對(duì)軸向入口型式的微型旋渦泵內(nèi)流模擬模型和非定常模擬模型進(jìn)行研究和試驗(yàn)驗(yàn)證,數(shù)值模擬與試驗(yàn)結(jié)果取得了較好的一致性,并對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)的差異進(jìn)行了分析。根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果,介質(zhì)粘度增大導(dǎo)致水力效率顯著降低,同樣,懸浮式微型葉輪因軸向受力不平衡導(dǎo)致的軸向位置不居中也明顯增大了圓盤摩擦損失和泄漏損失。而泵內(nèi)壓力脈動(dòng)幅值幾乎不受燃油介質(zhì)的影響。葉輪軸向懸浮位置不居中會(huì)導(dǎo)致壓力脈動(dòng)幅值改變,并且出口側(cè)的動(dòng)靜干涉作用強(qiáng)于入口側(cè),因此葉輪懸浮位置遠(yuǎn)離出口側(cè)有助于降低脈動(dòng)幅值。根據(jù)內(nèi)流場(chǎng)分析結(jié)果,發(fā)現(xiàn)軸向入口的微型旋渦泵內(nèi)同時(shí)存在縱向旋渦、徑向旋渦和軸向旋渦。其中,由于縱向旋渦促使了泵體流道內(nèi)流體與葉輪流道內(nèi)流體的動(dòng)量交換是流體增壓的主要原因。發(fā)現(xiàn)流道圓周位置的壓力脈動(dòng)幅值較小,而在阻隔面附近的壓力脈動(dòng)峰值突增,表明動(dòng)靜干涉是產(chǎn)生葉片壓力脈動(dòng)峰值的主要原因。分析了泵體流道不同截面大小對(duì)泵性能的影響,發(fā)現(xiàn)增大排出側(cè)的泵體流道截面積,旋渦泵的性能曲線向大流量方向偏移,水力效率提升。提出了一種非等截面泵體流道結(jié)構(gòu),分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)刃Я鞯澜孛娣e相等時(shí),漸變的泵體流道可減小葉輪的扭矩,提高效率。采用隨機(jī)分布法則劃分非等距葉片以改善壓力脈動(dòng),數(shù)值模擬分析結(jié)果表明本文采用的非等距葉片結(jié)構(gòu)對(duì)性能曲線影響較小,泵的效率略有發(fā)生改變。而非等距分布的葉輪使葉頻的峰值明顯降低,但在葉頻兩側(cè)產(chǎn)生明顯的附加的頻率成分。對(duì)60組隨機(jī)分布的葉輪的性能和峰值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,得到適用于多葉片非等距葉輪設(shè)計(jì)的參考依據(jù)。上述論文結(jié)果可為用于發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)的微型旋渦泵優(yōu)化設(shè)計(jì),以及其他多葉片流體機(jī)械的減振提供參考。屬性不符
【關(guān)鍵詞】：旋渦泵 數(shù)值模擬 燃油泵 壓力脈動(dòng) 非等距分布
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH38
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 研究背景及意義11
• 1.2 旋渦泵介紹11-14
• 1.2.1 旋渦泵工作原理及應(yīng)用11-12
• 1.2.2 旋渦泵分類及特點(diǎn)12-14
• 1.3 旋渦泵研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 壓力脈動(dòng)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.5 本文研究?jī)?nèi)容17-19
• 2 旋渦泵定常性能預(yù)測(cè)方法研究19-30
• 2.1 概述19
• 2.2 定常數(shù)值計(jì)算方法19-26
• 2.2.1 湍流模型介紹19-20
• 2.2.2 研究對(duì)象介紹20-21
• 2.2.3 定常模擬方法及網(wǎng)格無(wú)關(guān)性21-23
• 2.2.4 葉輪軸向位置對(duì)泵性能的影響23-26
• 2.3 性能試驗(yàn)驗(yàn)證26-30
• 2.3.1 試驗(yàn)過(guò)程及試驗(yàn)裝置介紹26-27
• 2.3.2 計(jì)算介質(zhì)對(duì)泵性能曲線的影響27-28
• 2.3.3 試驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果對(duì)比28-30
• 3 旋渦泵壓力脈動(dòng)預(yù)測(cè)方法研究30-41
• 3.1 概述30
• 3.2 壓力脈動(dòng)數(shù)值計(jì)算研究30-38
• 3.2.1 時(shí)間步長(zhǎng)無(wú)關(guān)性30-32
• 3.2.2 葉輪軸向位置對(duì)泵壓力脈動(dòng)的影響32-37
• 3.2.3 計(jì)算介質(zhì)對(duì)泵壓力脈動(dòng)的影響37-38
• 3.3 壓力脈動(dòng)預(yù)測(cè)方法試驗(yàn)驗(yàn)證38-41
• 4 均布葉片旋渦泵性能研究與壓力脈動(dòng)特性分析41-50
• 4.1 概述41
• 4.2 旋渦泵定常特性41-46
• 4.3 旋渦泵壓力脈動(dòng)分析46-50
• 5 泵體流道結(jié)構(gòu)對(duì)泵性能影響研究50-60
• 5.1 概述50
• 5.2 流道截面對(duì)泵外特性的影響50-53
• 5.3 非等截面流道對(duì)泵外特性的影響53-57
• 5.4 出口壁面對(duì)泵壓力脈動(dòng)性能的影響57-60
• 6 隨機(jī)分布下的非等距葉片對(duì)壓力脈動(dòng)影響研究60-74
• 6.1 概述60
• 6.2 三種葉片分布下數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析和對(duì)比60-64
• 6.3 理論預(yù)測(cè)方法的應(yīng)用及與數(shù)值計(jì)算結(jié)果的對(duì)比64-68
• 6.4 基于理論預(yù)測(cè)方法的隨機(jī)葉片分布下的統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析68-72
• 6.5 隨機(jī)分布葉片減振效果的試驗(yàn)測(cè)試72-74
• 7 總結(jié)與展望74-77
• 7.1 總結(jié)74-75
• 7.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)75
• 7.3 展望75-77
• 參考文獻(xiàn)77-81
• 作者簡(jiǎn)介81

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：333045