
液壓泵(beng)是液壓系統(tong)的動力輸出(chu)單元,二維液(ye)壓泵與傳統(tong)液💞壓泵的結(jié)構不同,具有(you)摩擦副少轉(zhuǎn)速高,功率因(yīn)數大等優點(dian),本研究基于(yú)CFD流暢解析的(de)方法,分析了(le)泵的入口特(te)性,并提出:二(èr)維液壓泵具(ju)有入口自增(zeng)壓功能。
1.1 液壓泵(bèng)結構
圖1所(suǒ)示為泵的結(jie)構剖面示意(yi)圖,油液經過(guò)泵入口、旋轉(zhuǎn)面、活塞入口(kǒu)進入到吸油(you)腔中,此液體(tǐ)流動路徑構(gòu)成了泵的吸(xi)油流道。
圖(tu)1 剖面示意圖(tú)
1.2 設計(jì)參數
設計參數(shu)如表1所示
2.1 數(shù)學建模
将(jiang)吸油流道建(jian)立如圖2所示(shì)模型,模型對(dui)實際流道進(jìn)行了優化。
圖2 數學模型(xíng)
2.2 網格劃分與(yǔ)邊界條件
采用了六面(miàn)體與四面體(ti)的混合網格(ge)對模型進行(háng)🈲劃分,其中🈚網(wang)格最薄處超(chāo)過5層,總數量(liàng)為350萬,網格劃(huà)分和局部放(fang)大圖如圖3所(suǒ)示。
圖3 網(wǎng)格劃分
邊界(jiè)層設置為:入(ru)口壓力101325 Pa,出口(kǒu)速度1.3 m/s,旋轉面(miàn)分别設置不(bú)同的速度,在(zai)不同的速度(du)下進行流場(chang)解析,旋轉面(mian)的速🤟度參數(shù)設置如表2所(suǒ)示。
2.3 結果分(fèn)析
計算得(dé)壓力分布雲(yún)圖如圖4所示(shi)。從圖中可以(yi)看出:0 r/min下最高(gāo)♻️壓力1.02×105 Pa、4000 r/min下最高(gāo)壓力1.02×105 Pa、8000 r/min下最高(gāo)壓力1.1×105 Pa、15000 r/min下最高(gao)壓力1.46×105 Pa、20000 r/min下最高(gāo)壓力1.95×105 Pa,從不同(tóng)轉速的最高(gao)壓力可以看(kàn)出,轉速越高(gāo)機械能轉🍓化(hua)的壓力能越(yuè)大;不同轉速(sù)下對應的旋(xuan)轉面流出壓(ya)力🤩分别為0 r/min下(xià)壓力9.85×104 Pa、4000 r/min下壓力(lì)9.87×104 Pa、8000 r/min下壓力9.92×104 Pa、15000 r/min下壓(ya)力1.1×105 Pa、20000 r/min下壓力1.2×105 Pa,轉(zhuǎn)速越高流經(jing)旋轉面的壓(ya)力能越大;不(bu)同轉速下對(dui)應的旋轉🈚面(mian)流入壓力分(fen)别為0 r/min下壓力(li)9.88×104 Pa、4000 r/min下壓力9.9×104 Pa、8000 r/min下壓(ya)力9.97×104 Pa、15000 r/min下壓力1.04×105 Pa、20000 r/min下(xia)壓力9.5×105 Pa,轉速越(yue)高從入口至(zhì)旋轉面的壓(yā)差越小,介質(zhì)流入越困難(nan),當轉🏃🏻速達到(dao)15000 r/min時,形成局部(bù)低壓區,産生(sheng)勢能📞消耗壓(yā)力能,造成損(sun)耗,轉⭕速達到(dao)20000 r/min時,低壓區覆(fu)蓋整個流道(dào),壓力能全部(bu)轉化為勢能(néng)。
模型的速度(du)分布雲圖如(ru)圖5所示,在旋(xuan)轉面流入、流(liú)出兩處均存(cun)在紊流,形成(cheng)了漩渦, 随轉(zhuan)速的升高漩(xuan)渦的面積變(bian)大🔴,流入處的(de)漩渦邊緣産(chǎn)生的高壓造(zào)♌成入口吸油(you)困難,流出💋處(chù)的漩渦邊緣(yuán)㊙️中心産生的(de)低壓使(shi)得流出困難(nán),造成出口壓(ya)力降低,與不(bu)同轉速下🔆對(dui)應的👉出口壓(ya)力符合。
經過不(bu)同轉速下的(de)解析計算,得(de)出結論如下(xià)。
(1) 入口具(ju)有自增壓能(neng)力,并且轉速(su)越高增壓能(neng)力越強,當轉(zhuǎn)速達到20000 r/min時,入(ru)口壓力可以(yǐ)提高1×105 Pa,大大增(zeng)強了泵的吸(xī)油能力。
(2) 局部漩渦會(huì)影響增壓效(xiào)果,雖然吸油(you)口具備增加(jiā)📧能力💯,但是由(yóu)于旋轉面産(chǎn)生的漩渦影(yǐng)響到了介質(zhì)的流動,造成(cheng)增壓效果不(bú)理想,需要改(gǎi)善吸油流道(dao),優化結構設(she)計,以達到✔️理(li)想的自增壓(yā)功能。
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