本文關(guān)鍵詞：基于流動分析的轉(zhuǎn)子泵的優(yōu)化選型

  更多相關(guān)文章： 凸輪轉(zhuǎn)子泵 數(shù)值模擬 容積效率 流量脈動 性能分析

【摘要】：凸輪轉(zhuǎn)子泵屬于一種非接觸式容積式泵，由于具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、重量輕和拆卸維修方便等優(yōu)點，在化工、食品和醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，市場對轉(zhuǎn)子泵的性能要求也越來越高，為了進(jìn)一步改善轉(zhuǎn)子泵的使用性能，本論文采用三葉凸輪轉(zhuǎn)子泵為研究對象，基于流體力學(xué)的FLUENT軟件，對三葉凸輪轉(zhuǎn)子泵內(nèi)部流動進(jìn)行了數(shù)值模擬和凸輪轉(zhuǎn)子泵主要性能參數(shù)進(jìn)行了分析，本研究方法對凸輪轉(zhuǎn)子泵的優(yōu)化選型提供有價值的參考。本文的主要工作如下： （1）以三葉外圓弧加包絡(luò)線型凸輪轉(zhuǎn)子泵為研究對象，通過PRO/E三維繪圖軟件，對凸輪轉(zhuǎn)子泵的外圓弧加包絡(luò)線型端面型線進(jìn)行參數(shù)化建模，建立三葉凸輪轉(zhuǎn)子和機殼的三維模型，生成了凸輪轉(zhuǎn)子泵的三維計算模型。利用PRO/E的仿真模塊對凸輪轉(zhuǎn)子進(jìn)行干涉性檢驗，無干涉說明計算模型運動是可行的。 （2）應(yīng)用計算流體動力學(xué)理論，并在凸輪轉(zhuǎn)子泵的進(jìn)出口與運動區(qū)域交界面上采用非一致網(wǎng)格，在近壁區(qū)采用標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)法，動網(wǎng)格采用彈簧光順模型和局部重構(gòu)模型，實現(xiàn)了對凸輪轉(zhuǎn)子泵內(nèi)部湍流流動的數(shù)值模擬和流量瞬時脈動曲線，得到了凸輪轉(zhuǎn)子泵內(nèi)部流動的變化規(guī)律，得出了容積效率影響的機理。其容積效率的模擬值與實驗值進(jìn)行對比分析，其誤差在誤差允許范圍內(nèi)，效率曲線的趨勢基本一致，表明了數(shù)值模擬的結(jié)果是可信的、可靠的。 （3）在上述數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，對凸輪轉(zhuǎn)子泵性能進(jìn)行定量及定性分析，得出了徑向間隙和轉(zhuǎn)速對轉(zhuǎn)子泵容積效率影響的變化規(guī)律，為初步設(shè)計的轉(zhuǎn)子泵進(jìn)行性能預(yù)測。結(jié)果表明：徑向間隙和轉(zhuǎn)速對轉(zhuǎn)子泵的性能影響很大。隨著間隙的增大，轉(zhuǎn)子泵的容積效率隨之減小，而工作壓力差越大，間隙對轉(zhuǎn)子泵的性能的影響越大；轉(zhuǎn)子泵的流量與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速呈線性關(guān)系，但是轉(zhuǎn)速越高，，對泵的要求就越高，輸送介質(zhì)的能力越低。分析得到了間隙在0.1-0.2mm之間，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在200-600rpm之間，可以使轉(zhuǎn)子泵有較好的工作性能。此研究方法也可以為其他產(chǎn)品的設(shè)計借鑒使用。
【關(guān)鍵詞】：凸輪轉(zhuǎn)子泵 數(shù)值模擬 容積效率 流量脈動 性能分析
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH326
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 課題背景10
• 1.2 轉(zhuǎn)子泵的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢10-14
• 1.2.1 研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.2 轉(zhuǎn)子泵的發(fā)展趨勢13-14
• 1.3 轉(zhuǎn)子泵的原理和應(yīng)用14-15
• 1.3.1 工作原理14-15
• 1.3.2 轉(zhuǎn)子泵工作特點15
• 1.3.3 轉(zhuǎn)子泵的主要應(yīng)用15
• 1.4 研究的主要內(nèi)容15-16
• 1.5 本章小結(jié)16-17
• 第二章 轉(zhuǎn)子泵的三維模型的建立17-24
• 2.1 Pro/Engineer 軟件簡介17
• 2.2 轉(zhuǎn)子的端面型線17-18
• 2.3 轉(zhuǎn)子端面型線的設(shè)計18-21
• 2.3.1 圓弧轉(zhuǎn)子的型線的建立18-20
• 2.3.2 端面型線的參數(shù)化設(shè)計20-21
• 2.4 機殼的設(shè)計21-22
• 2.5 轉(zhuǎn)子泵的干涉檢測22-23
• 2.6 本章小結(jié)23-24
• 第三章 轉(zhuǎn)子泵的性能實驗24-30
• 3.1 實驗?zāi)康?/span>24
• 3.2 實驗裝置24-25
• 3.3 實驗要求25
• 3.4 實驗儀器25-27
• 3.5 實驗數(shù)據(jù)處理27-28
• 3.5.1 理論流量計算27
• 3.5.2 容積效率計算27-28
• 3.6 本章小結(jié)28-30
• 第四章 轉(zhuǎn)子泵內(nèi)流場的數(shù)值模擬分析30-46
• 4.1 計算流體動力學(xué)（CFD）理論30-33
• 4.1.1 基本控制方程31-32
• 4.1.2 湍流模型32-33
• 4.2 FLUENT 簡介及基本構(gòu)成33
• 4.3 轉(zhuǎn)子泵的建模和仿真分析33-45
• 4.3.1 模型的簡化與建立33-34
• 4.3.2 網(wǎng)格劃分34-35
• 4.3.3 非一致網(wǎng)格界面35
• 4.3.4 邊界條件設(shè)置35-37
• 4.3.5 動網(wǎng)格技術(shù)37-38
• 4.3.6 求解方法與離散格式以及求解精度的選擇38-39
• 4.3.7 數(shù)值模擬結(jié)果分析39-40
• 4.3.8 數(shù)值模擬與試驗結(jié)果的比較40-41
• 4.3.9 內(nèi)部流場數(shù)值模擬分析41-45
• 4.4 本章小結(jié)45-46
• 第五章 轉(zhuǎn)子泵優(yōu)化選型性能分析46-55
• 5.1 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速對轉(zhuǎn)子泵的影響46-48
• 5.1.1 轉(zhuǎn)速對轉(zhuǎn)子泵容積效率的影響46-47
• 5.1.2 轉(zhuǎn)速對轉(zhuǎn)子泵流量脈動率的影響47-48
• 5.2 徑向間隙對轉(zhuǎn)子泵的影響48-53
• 5.2.1 徑向間隙對轉(zhuǎn)子泵容積效率的影響48-50
• 5.2.2 徑向間隙對轉(zhuǎn)子泵內(nèi)部流場的影響50-53
• 5.3 本章小結(jié)53-55
• 第六章 結(jié)論與展望55-57
• 6.1 結(jié)論55-56
• 6.2 展望56-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 致謝60-61
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文61

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