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二(èr)維液(yè)壓泵(bèng)吸油特性分(fèn)析(xī)
2020.01.07
0 引(yǐn)言


液壓泵是液(yè)壓系(xì)統的動力輸出(chū)單元(yuán),二維(wéi)液壓(yā)泵(bèng)與傳(chuán)統液壓(yā)泵的結構(gòu)不(bú)同,具有摩(mó)擦(cā)副少(shǎo)轉速高,功率因數大等優點,本(běn)研究(jiū)基于(yú)cfd流暢(chàng)解析的方法,分析了(le)泵的(de)入口特性,并(bìng)提出:二(èr)維液壓泵具有(yǒu)入口(kǒu)自增壓功(gōng)能。


1 結構


1.1  液壓(yā)泵結(jié)構

圖1所示(shì)為泵的結(jié)構剖面示(shì)意圖,油液(yè)經過(guò)泵入(rù)口、旋(xuán)轉面、活塞入口(kǒu)進入到吸油腔(qiāng)中,此液體(tǐ)流動(dòng)路徑構成了泵(bèng)的吸(xī)油流道。




圖1  剖面(miàn)示意(yì)圖(tú)

1.2  設(shè)計參(cān)數

設(shè)計參數如(rú)表1所(suǒ)示

2 流場解析(xī)


2.1  數學(xué)建模(mó)

将吸(xī)油流(liú)道建(jiàn)立(lì)如圖2所(suǒ)示模(mó)型,模型對(duì)實際流道(dào)進行(háng)了優化(huà)。



圖2  數學(xué)模型


2.2  網格劃分與邊(biān)界條件

采(cǎi)用了(le)六面(miàn)體(tǐ)與(yǔ)四面體的混合網格(gé)對模型進行劃(huà)分,其中網(wǎng)格最(zuì)薄處超過(guò)5層,總(zǒng)數量為350萬,網格(gé)劃分和局部放(fàng)大圖如圖(tú)3所示(shì)。 



圖3  網格劃分


邊界層(céng)設置(zhì)為:入口壓(yā)力101325 pa,出口速(sù)度1.3 m/s,旋(xuán)轉面分别(bié)設置(zhì)不同的速度,在(zài)不同(tóng)的速度下(xià)進行流場(chǎng)解析(xī),旋轉(zhuǎn)面的速度(dù)參數設置如表(biǎo)2所示(shì)。


2.3  結果分析

計算得壓(yā)力分(fèn)布雲(yún)圖如(rú)圖4所示。從(cóng)圖中(zhōng)可以(yǐ)看出:0 r/min下最高壓(yā)力1.02×105 pa、4000 r/min下最高壓力(lì)1.02×105 pa、8000 r/min下最高壓(yā)力(lì)1.1×105 pa、15000 r/min下最高壓力(lì)1.46×105 pa、20000 r/min下最高壓力(lì)1.95×105 pa,從(cóng)不同(tóng)轉速的最(zuì)高壓(yā)力可(kě)以看(kàn)出,轉(zhuǎn)速越(yuè)高機(jī)械能轉化的壓(yā)力能(néng)越大;不同(tóng)轉速(sù)下對(duì)應的旋轉(zhuǎn)面流(liú)出壓(yā)力分别為0 r/min下壓力(lì)9.85×104 pa、4000 r/min下(xià)壓力9.87×104 pa、8000 r/min下壓(yā)力9.92×104 pa、15000 r/min下(xià)壓力1.1×105 pa、20000 r/min下壓力1.2×105 pa,轉(zhuǎn)速越高流經旋(xuán)轉面的(de)壓力能(néng)越大;不同(tóng)轉速下對應的(de)旋轉(zhuǎn)面流入(rù)壓(yā)力分(fèn)别為(wéi)0 r/min下壓力9.88×104 pa、4000 r/min下(xià)壓力9.9×104 pa、8000 r/min下壓力9.97×104 pa、15000 r/min下壓力(lì)1.04×105 pa、20000 r/min下壓力9.5×105 pa,轉(zhuǎn)速越高從入口至旋轉(zhuǎn)面(miàn)的壓(yā)差越小,介質流入(rù)越(yuè)困難,當轉(zhuǎn)速達到(dào)15000 r/min時,形(xíng)成(chéng)局部低(dī)壓(yā)區,産(chǎn)生勢(shì)能(néng)消(xiāo)耗壓(yā)力能(néng),造成損耗(hào),轉速達(dá)到20000 r/min時,低(dī)壓區(qū)覆蓋(gài)整個(gè)流道(dào),壓力(lì)能全部轉化為(wéi)勢能(néng)。


模型(xíng)的速度分(fèn)布雲(yún)圖如圖(tú)5所示,在(zài)旋轉面(miàn)流(liú)入、流出兩(liǎng)處均(jun1)存在(zài)紊流,形成了漩渦, 随轉速的升(shēng)高漩渦的面積(jī)變大,流入處的(de)漩渦(wō)邊緣(yuán)産生的(de)高(gāo)壓造成入(rù)口吸油困難,流出處(chù)的漩(xuán)渦邊(biān)緣中心(xīn)産(chǎn)生的低壓使得(dé)流出困難(nán),造成(chéng)出口(kǒu)壓力降低,與不同轉(zhuǎn)速下(xià)對應的出口壓(yā)力符(fú)合。



3 結論(lùn)


經過(guò)不同(tóng)轉(zhuǎn)速下的解析(xī)計算,得出(chū)結論(lùn)如下。

(1) 入口(kǒu)具(jù)有自增(zēng)壓能力,并(bìng)且轉(zhuǎn)速越高增壓能(néng)力越強,當(dāng)轉速達到(dào)20000 r/min時,入口壓(yā)力可以提(tí)高(gāo)1×105 pa,大(dà)大增強了(le)泵的吸油(yóu)能力。

(2) 局部(bù)漩渦會影(yǐng)響增壓效果,雖(suī)然吸(xī)油口具備(bèi)增加能力,但是(shì)由于旋轉面産(chǎn)生的漩渦(wō)影響到(dào)了介(jiè)質的流(liú)動,造成增(zēng)壓效(xiào)果不理想,需要(yào)改善吸油流道,優化結(jié)構設計,以達(dá)到理想的(de)自增(zēng)壓功能。

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