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液(ye)壓泵是液壓系(xi)統的動力輸出(chu)單元,二維液壓(yā)泵🐆與傳🈲統液壓(ya)泵的結構不同(tong),具有摩擦副少(shao)轉速高,功率因(yīn)數大等優點,本(ben)研究基❓于CFD流暢(chang)解析的方法,分(fen)析了泵的入口(kǒu)特性,并提出:二(er)維液壓泵具有(you)入口自增壓功(gōng)能。
1.1 液壓(ya)泵結構
圖1所示(shi)為泵的結構剖(pou)面示意圖,油液(yè)經過泵入口、旋(xuan)🎯轉面、活塞入口(kǒu)進入到吸油腔(qiāng)中,此液體流動(dong)路徑構成了泵(beng)的吸油流道。
圖1 剖面(miàn)示意圖
1.2 設(shè)計參數
設(shè)計參數如表1所(suo)示
2.1 數學(xue)建模
将吸油流(liu)道建立如圖2所(suǒ)示模型,模型對(duì)實際流道進行(hang)了優化。
圖2 數學(xue)模型
2.2 網格劃分與邊(bian)界條件
采用了(le)六面體與四面(miàn)體的混合網格(gé)對模型進行☁️劃(hua)分,其中網❗格最(zui)薄處超過5層,總(zong)數量為350萬,網格(ge)劃分和局部放(fàng)大圖如圖3所示(shì)。
圖3 網格劃分
邊界層(ceng)設置為:入口壓(ya)力101325 Pa,出口速度1.3 m/s,旋(xuan)轉面分别設置(zhi)不同的速度,在(zài)不同的速度下(xià)進行流場解析(xī),旋🍓轉面的速度(dù)參數設置如表(biǎo)2所示。
2.3 結果分析(xi)
計算得壓力分(fèn)布雲圖如圖4所(suo)示。從圖中可以(yi)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下最高壓力1.1×105 Pa、15000 r/min下(xià)最高壓力1.46×105 Pa、20000 r/min下最(zuì)高壓力1.95×105 Pa,從不同(tóng)轉速的最高壓(yā)力可以看出,轉(zhuan)速越高機械能(néng)💰轉♉化的☀️壓力能(néng)越大;不同轉速(su)下對應的旋轉(zhuǎn)面🧡流出🐆壓力分(fen)别為0 r/min下壓力9.85×104 Pa、4000 r/min下(xia)壓力9.87×104 Pa、8000 r/min下壓力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(zhuan)速越高流經旋(xuán)轉面的壓力能(neng)越大;不同轉速(su)下對應的旋轉(zhuǎn)面流入壓力分(fen)别為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(xia)壓力1.04×105 Pa、20000 r/min下壓力9.5×105 Pa,轉(zhuan)速越高從入口(kǒu)至旋轉面的壓(ya)差越小,介質流(liu)入越困💰難,當🧑🏽🤝🧑🏻轉(zhuǎn)速達到15000 r/min時,形成(cheng)局部低壓區,産(chan)生勢能消耗壓(yā)力能,造成損耗(hao),轉速達到20000 r/min時,低(dī)壓區覆蓋整個(ge)流道,壓力能全(quan)部轉化為勢能(néng)。
模型(xing)的速度分布雲(yun)圖如圖5所示,在(zai)旋轉面流入、流(liu)✊出兩處均存在(zai)紊流,形成了漩(xuan)渦, 随轉速的升(sheng)高漩渦的面積(jī)變大📧,流入處的(de)漩渦邊緣産生(sheng)的高壓造成入(rù)口吸油困難,流(liú)出處的漩渦邊(biān)緣中心産生的(de)低壓使得(de)流出困難,造成(chéng)出口壓力降低(dī),與不同轉速📱下(xia)對應的出口壓(yā)力符合。
經過(guò)不同轉速下的(de)解析計算,得出(chū)結論如下。
(1) 入口具有自增(zēng)壓能力,并且轉(zhuan)速越高增壓能(neng)力越強,當轉速(sù)達到20000 r/min時,入口壓(yā)力可以提高1×105 Pa,大(da)大增強了泵的(de)吸油能力。
(2) 局部漩渦會影(yǐng)響增壓效果,雖(suī)然吸油口具備(bèi)增加能力,但是(shi)由于旋轉面産(chan)生的漩渦影響(xiǎng)到了介質🈲的流(liu)動,造成增壓效(xiào)果不理想,需要(yào)改善吸油流道(dào)🏃🏻,優化結構設計(ji),以達到理想的(de)自增壓🆚功能。
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