液壓泵是(shi)液壓系統的動力(lì)輸出單元,二維液(yè)壓泵與傳統液壓(ya)泵的結構不同,具(jù)有摩擦副少轉速(sù)高,功率因數大等(deng)優點,本研究基于(yu)CFD流💯暢🎯解析的方法(fǎ),分析了泵的入口(kǒu)特性,并提出:二維(wéi)液壓泵具有入口(kǒu)自增壓功能。
1.1 液壓泵結構
圖1所示(shi)為泵的結構剖面(mian)示意圖,油液經過(guò)泵入口、旋轉面、活(huo)✏️塞入口進入到吸(xi)油腔中,此液體流(liú)動路徑構成了泵(beng)的吸油流道。
圖1 剖面示意圖
1.2 設計參數
設計參(can)數如表1所示
2.1 數(shù)學建模
将吸油流道(dào)建立如圖2所示模(mo)型,模型對實際流(liu)道❤️進💔行了優化。
圖2 數(shù)學模型
2.2 網(wǎng)格劃分與邊界條(tiáo)件
采用了六面體與(yǔ)四面體的混合網(wǎng)格對模型進行劃(huà)分🔞,其中網格最薄(bao)處超過5層,總數量(liang)為350萬,網格劃🍓分和(he)局部放大圖如圖(tu)3所示。
圖3 網格劃分
邊界層設置為(wéi):入口壓力101325 Pa,出口速(sù)度1.3 m/s,旋轉面分别設(she)置不同🈲的速度,在(zài)不同的速度下進(jìn)行流場解析,旋轉(zhuǎn)面的速度參數設(she)置如表2所示。
2.3 結果分(fen)析
計算得壓力分布(bu)雲圖如圖4所示。從(cong)圖中可以看出:0 r/min下(xià)最🛀高壓力1.02×105 Pa、4000 r/min下最高(gāo)壓力1.02×105 Pa、8000 r/min下最高壓力(li)1.1×105 Pa、15000 r/min下最高壓力1.46×105 Pa、20000 r/min下最(zuì)高壓力1.95×105 Pa,從不同轉(zhuǎn)速的最高壓力可(ke)以看出,轉速越高(gāo)機械能轉化的‼️壓(ya)❗力能越大;不同轉(zhuan)速下對應的旋轉(zhuǎn)面流出🈲壓力分别(bié)為0 r/min下壓力9.85×104 Pa、4000 r/min下壓力(li)9.87×104 Pa、8000 r/min下壓力9.92×104 Pa、15000 r/min下壓力1.1×105 Pa、20000 r/min下(xia)壓力1.2×105 Pa,轉速越高流(liú)經旋轉面的壓力(lì)能越大;不同轉速(su)下🐅對應的🔞旋轉面(miàn)流入壓力分别為(wei)0 r/min下壓力9.88×104 Pa、4000 r/min下壓力9.9×104 Pa、8000 r/min下(xia)壓力9.97×104 Pa、15000 r/min下壓力1.04×105 Pa、20000 r/min下壓(yā)力9.5×105 Pa,轉速越高從入(ru)口至旋轉面的壓(ya)差越小,介質流入(ru)越🐪困難,當轉速達(dá)到15000 r/min時,形成局部低(di)壓區,産生勢能消(xiao)耗🤞壓力能,造⛹🏻♀️成損(sun)耗,轉速達到20000 r/min時,低(di)壓區覆蓋整個流(liú)道🌈,壓力能全部轉(zhuan)💚化為勢能。
模型的速度分布(bù)雲圖如圖5所示,在(zài)旋轉面流入、流出(chū)兩處均存在紊流(liu),形成了漩渦, 随轉(zhuǎn)速的升高漩渦的(de)面積變大,流入處(chù)的漩渦邊緣産生(shēng)的高壓造成入口(kou)吸油困難,流出處(chù)的漩🆚渦邊緣中心(xin)産生的低壓(ya)使得流出困難,造(zào)成出口壓力降低(dī),與不同轉速👄下對(dui)應的出口壓力符(fu)合。
經(jīng)過不同轉速下的(de)解析計算,得出結(jie)論如下。
(1) 入口(kou)具有自增壓能力(li),并且轉速越高增(zeng)壓能力越強,當轉(zhuan)速達到20000 r/min時,入口壓(ya)力可以提高1×105 Pa,大大(dà)增強了泵的吸油(you)能力。
(2) 局部漩(xuan)渦會影響增壓效(xiao)果,雖然吸油口具(ju)備增加♍能力,但是(shì)由于旋轉面産生(sheng)的漩渦影響到了(le)介質的流🧑🏾🤝🧑🏼動,造成(cheng)增壓效果不理想(xiǎng),需要改善吸油流(liú)道,優化結構設計(jì),以達到理想的自(zi)增壓功能。
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