【摘要】：作為反滲透海水淡化工程的核心部件之一,高壓泵對制水成本、運行維護等有著重要的影響。高壓柱塞泵憑借其效率高、體積小、壽命長等優(yōu)點,適用于中小規(guī)模反滲透海水淡化工程來降低能耗。但是,柱塞泵固有的壓力和流量脈動產(chǎn)生較大的工作噪聲,限制了柱塞泵的運用。國內(nèi)對于壓力和流量脈動控制的研究與國外相比存在一定的差距。因此,對于柱塞泵這兩方面脈動的研究有較高的理論和實用價值。對柱塞泵工作原理以及噪聲產(chǎn)生機理進行研究,深入分析了柱塞的運動規(guī)律、泵體內(nèi)主要的間隙泄漏,并得出了相應(yīng)的流量泄漏表達式。通過對不同轉(zhuǎn)角條件下柱塞腔與配流盤間交界面進行分析,推導(dǎo)出了過流面積公式。在此基礎(chǔ)上,確定柱塞泵內(nèi)流體主要為湍流狀態(tài),對應(yīng)的CFD仿真分析時求解模型為標準k-ε模型。然后,建立了柱塞泵CFD仿真分析流體模型,編寫了柱塞運動控制UDF程序,并運用CFD分析軟件Fluent對模型進行分析。通過CFD仿真分析研究了柱塞數(shù)目、斜盤傾角、缸體轉(zhuǎn)速、配流盤結(jié)構(gòu)以及負載壓力對柱塞泵出口流量脈動的影響規(guī)律,發(fā)現(xiàn):柱塞數(shù)奇數(shù)時柱塞泵出口流量脈動率明顯低于相鄰的偶數(shù)柱塞時,且隨著柱塞數(shù)目增多,流量脈動率逐漸降低;柱塞泵斜盤傾角增大或者缸體轉(zhuǎn)速升高,柱塞泵排量增大,出口流量脈動率降低;負載壓力增大時,柱塞泵出口流量脈動率也隨之升高;在配流盤過渡區(qū)域增加阻尼槽后,可以將柱塞泵出口流量脈動率降低60%以上。由于缺乏相關(guān)的理論指導(dǎo),本課題在對柱塞腔內(nèi)壓力脈動進行研究時,參照流量脈動的分析方法,探究了流量脈動影響因素對柱塞腔壓力脈動的影響情況。結(jié)果顯示,柱塞數(shù)目奇偶性和配流盤阻尼槽對壓力脈動與流量脈動的影響規(guī)律一致;柱塞泵轉(zhuǎn)速和負載壓力對二者的影響規(guī)律相反;斜盤傾角對柱塞腔壓力脈動的影響無明顯規(guī)律性。將以上五因素對柱塞泵出口流量脈動、柱塞腔壓力脈動以及排量的影響規(guī)律相結(jié)合給出了柱塞泵設(shè)計時的一些參考意見。在配流盤阻尼槽結(jié)構(gòu)優(yōu)化時,對吸排水腔配流盤阻尼槽的寬度角和深度角分別進行了研究。研究結(jié)果表明:對于吸水區(qū)和排水區(qū)三角阻尼槽,當寬度角為90°左右,深度角為6°左右時,柱塞腔壓力脈動和出口流量脈動最小。在相同的過流面積條件下,三角形阻尼槽的降噪效果好于U形阻尼槽降噪效果。
[Abstract]:As one of the core components of reverse osmosis seawater desalination project, high pressure pump has an important influence on water production cost, operation and maintenance. High pressure piston pump has the advantages of high efficiency, small volume and long life, so it can be used to reduce energy consumption in small and medium scale reverse osmosis seawater desalination project. However, the inherent pressure and flow pulsation of piston pump cause greater noise, which limits the application of piston pump. There is a certain gap between domestic pressure and flow pulsation control. Therefore, the research on the pulsation of piston pump has high theoretical and practical value. The working principle and noise generation mechanism of piston pump are studied. The movement law of plunger, the main clearance leakage in pump body and the corresponding flow leakage expression are obtained. Based on the analysis of the interface between the plunger cavity and the flow distribution disc at different rotation angles, the formula of flow area is derived. On this basis, it is determined that the fluid in the piston pump is mainly turbulent, and the corresponding CFD simulation model is the standard k- 蔚 model. Then, the CFD simulation analysis fluid model of piston pump is established, the UDF program of plunger motion control is written, and the model is analyzed by CFD analysis software Fluent. The effects of plunger number, tilting angle, cylinder speed, disk structure and load pressure on the flow pulsation at the outlet of the piston pump are studied by CFD simulation. It is found that when the plunger number is odd, the flow pulsation rate of the piston pump outlet is obviously lower than that of the adjacent even number plunger, and with the increase of the plunger number, the flow pulsation rate decreases gradually, and the tilting angle of the plunger pump increases or the cylinder speed increases. The flow pulsation rate of the piston pump increases with the increase of load pressure, and the flow pulsation rate of the piston pump can be reduced by more than 60% after the increase of damping tank in the transition region of the distribution disk. Due to the lack of relevant theoretical guidance, in the study of pressure pulsation in the plunger cavity, the influence factors of the flow pulsation on the pressure pulsation of the plunger cavity are explored according to the analysis method of the flow pulsation. The results show that the effect of parity of plunger number and damping slot on pressure pulsation and flow pulsation is consistent, while the effect of piston pump speed and load pressure on them is opposite. The effect of inclined angle on the pressure fluctuation of plunger cavity has no obvious regularity. Combining the above five factors on the flow pulsation at the outlet of the piston pump, the pressure pulsation of the plunger cavity and the influence law of the displacement, some reference suggestions for the design of the piston pump are given. The width angle and depth angle of the damping slot in the suction and drainage cavity were studied respectively when the structure of the damping slot was optimized. The results show that when the width angle is about 90 擄and the depth angle is about 6 擄, the pressure pulsation and outlet flow pulsation of the plunger cavity are minimum. Under the same flow area, the noise reduction effect of triangular damping tank is better than that of U-shaped damping tank.
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P747;TH322

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊逢瑜;王鵬雁;楊軍;馬德江;;斜柱塞對斜盤式軸向柱塞泵性能的影響[J];甘肅科學(xué)學(xué)報;2012年01期

2 張強;付云飛;袁智;宋振鐸;;多相介質(zhì)誘發(fā)柱塞泵內(nèi)部磨損[J];科技導(dǎo)報;2012年06期

3 詹金鎖;閥配式柱塞泵配油閥運動滯后問題的討論[J];福州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1989年01期

4 張創(chuàng)國;程凌強;劉鵬;侯冬冬;寇慧慧;;柱塞泵機械效率的研究[J];中國西部科技;2011年04期

5 楊逢瑜;馬德江;馬毓姝;溫亞飛;胡敏;;殘留容積對柱塞泵容積效率的影響[J];甘肅科學(xué)學(xué)報;2011年01期

6 張玉偉;劉正平;;柱塞泵密封結(jié)構(gòu)的改造[J];科技信息;2012年07期

7 王彬;周華;葉志鋒;;柱塞泵分油盤密封區(qū)流場數(shù)值分析[J];機床與液壓;2011年15期

8 常若薇;恒功率控制柱塞泵變量特性的設(shè)計及特點[J];太原科技;2001年05期

9 陳海明;;乙烯裝置120柱塞泵偏心輪的加工[J];甘肅科技;2008年19期

10 王敏;;結(jié)合生產(chǎn)實際,提高五缸柱塞泵的實用性[J];中國西部科技;2010年11期

相關(guān)會議論文 前10條

1 宋海林;;軸向變量柱塞泵的調(diào)節(jié)與修復(fù)[A];中國工程機械學(xué)會2003年年會論文集[C];2003年

2 石兆存;朱玉泉;羅小輝;譚娟;;軸向柱塞泵柱塞泄漏特性研究[A];中國機械工程學(xué)會流體傳動與控制分會第六屆全國流體傳動與控制學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

3 王奉濤;張亮;宋魯濤;李海峰;;柱塞泵在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的研制[A];2010中國儀器儀表與測控技術(shù)大會論文集[C];2010年

4 董浩然;林少芬;;液壓柱塞泵故障樹分析[A];2007年全國機械可靠性學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2007年

5 張文超;王少萍;趙四軍;;柱塞泵三對摩擦副對回油流量的影響分析[A];第五屆全國流體傳動與控制學(xué)術(shù)會議暨2008年中國航空學(xué)會液壓與氣動學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

6 趙曉東;姚彥杰;;三聯(lián)式變頻柱塞泵的常見故障分析[A];經(jīng)濟策論（下）[C];2011年

7 王光煜;童寶宏;景甜甜;;螺旋潤滑油槽結(jié)構(gòu)設(shè)計對柱塞-銅套接觸摩擦行為的影響[A];第十一屆全國摩擦學(xué)大會論文集[C];2013年

8 余海洋;薛典永;;斜軸式柱塞泵主軸球窩的加工[A];2011年安徽省科協(xié)年會——機械工程分年會論文集[C];2011年

9 范政武;權(quán)龍;;位移—力反饋原理斜軸式變量柱塞泵特性研究[A];第五屆全國流體傳動與控制學(xué)術(shù)會議暨2008年中國航空學(xué)會液壓與氣動學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

10 �；鄯�;姜萬錄;李剛;;內(nèi)稟模態(tài)特征能量法在柱塞泵故障診斷中的應(yīng)用[A];第五屆全國流體傳動與控制學(xué)術(shù)會議暨2008年中國航空學(xué)會液壓與氣動學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

相關(guān)重要報紙文章 前7條

1 張偉　季劃;踏板式雙缸柱塞泵噴霧器的特點[N];河北科技報;2009年

2 石家莊動力機械廠 谷常輝;磨機高低壓潤滑站柱塞泵損壞分析與處理[N];中國建材報;2011年

3 張令華;柱塞泵變量控制方式的選擇[N];世界金屬導(dǎo)報;2014年

4 麻曉燕;液壓柱塞泵的結(jié)構(gòu)組成與維修方法[N];陜西科技報;2011年

5 鄭鵬;武漢重工欲在非船市場施拳腳[N];中國船舶報;2013年

6 醴凌;低溫?zé)Y(jié)等靜壓成型法[N];中國建材報;2000年

7 高志峰;成州礦冶兩項技術(shù)通過省地專家驗收[N];中國礦業(yè)報;2002年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前6條

1 劉遠紅;基于局部線性嵌入的潛油柱塞泵故障診斷方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

2 王國志;電液比例軸向變量柱塞泵的特性研究[D];西南交通大學(xué);2009年

3 陳永琴;航空燃油柱塞泵運動學(xué)與動力學(xué)特性分析研究[D];西安電子科技大學(xué);2012年

4 劉桓龍;水壓柱塞泵的潤滑基礎(chǔ)研究[D];西南交通大學(xué);2008年

5 宋月超;柱塞泵流量脈動測試方法和大范圍工況降噪結(jié)構(gòu)優(yōu)化的研究[D];浙江大學(xué);2013年

6 王成賓;伺服變量泵和泵控差動缸系統(tǒng)理論分析及靜動態(tài)特性研究[D];太原理工大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 陳慶瑞;軸向柱塞泵柱塞副油膜特性測試系統(tǒng)研究[D];浙江大學(xué);2008年

2 莫燾;軸向柱塞式低壓水馬達的設(shè)計與分析[D];西南交通大學(xué);2015年

3 張清潤;煤油介質(zhì)斜軸式變量柱塞泵研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

4 賀兵;徑向雙球頭柱塞泵的研究[D];南昌大學(xué);2015年

5 高猛;軸向柱塞泵柱塞副全周期潤滑特性理論與試驗研究[D];北京理工大學(xué);2015年

6 汪川;考慮微運動的共軌高壓油泵柱塞副瞬態(tài)泄漏研究[D];北京理工大學(xué);2015年

7 王猛;基于ANSYS的軸向柱塞變量泵強度分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];大連理工大學(xué);2015年

8 張振壽;高轉(zhuǎn)速柱塞泵動態(tài)特性研究[D];浙江大學(xué);2015年

9 徐雷雷;對置式柱塞泵動力性能分析[D];山東理工大學(xué);2015年

10 張雪超;航空柱塞泵滑靴副和柱塞副油膜特性研究[D];浙江大學(xué);2016年

，

本文編號：2286429