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凸轮转子泵抽送非牛顿流体的特性分析

西华大学学报（自然科学版） 2023年第4期42卷 8-15,31页

作者：叶道星戚安利王中军廖功磊赖喜德陈秋月西华大学能源与动力工程学院四川成都610039 四川省机场集团有限公司成都天府国际机场分公司四川成都641419 四川省机械研究设计院(集团)有限公司四川成都610063

为研究非牛顿流体在凸轮转子泵内的流动状态,以三叶摆线型凸轮转子泵作为研究对象,选取猪粪作为抽送介质,采用数值模拟的方法计算抽送不同气相和固体颗粒的猪粪时凸轮转子泵的内部流动。结果表明:气泡直径、固相浓度和颗粒直径对凸轮转... 详细信息

为研究非牛顿流体在凸轮转子泵内的流动状态,以三叶摆线型凸轮转子泵作为研究对象,选取猪粪作为抽送介质,采用数值模拟的方法计算抽送不同气相和固体颗粒的猪粪时凸轮转子泵的内部流动。结果表明:气泡直径、固相浓度和颗粒直径对凸轮转子泵的性能影响较小,而表观黏度和幂律指数对其性能的影响较大;随着幂律指数的增大,流量脉动系数增大,一定程度降低凸轮转子泵的运行稳定性;随着表观黏度的增大,平均流量和容积效率逐渐变大,而脉动系数逐渐减小,一定程度增加凸轮转子泵的运行稳定性。本文的研究结果为凸轮转子泵输送非牛顿流体时的优化设计提供了参考。

关键词：凸轮转子泵表观黏度气相固相非牛顿流体数值模拟

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凸轮转子泵的流场及脉动特性数值分析

排灌机械工程学报 2014年第3期32卷 208-213页

作者：刘忠族王秋波中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

随着舰船减振降噪要求的进一步提高,管路噪声逐步成为这一目标的主要障碍,而泵类设备则是管路噪声最主要的噪声源.传统离心泵由其高转速及强烈的动静干涉决定了它在进一步降低自身诱导噪声上的局限性,而新型的凸轮转子泵则具有较大的优... 详细信息

随着舰船减振降噪要求的进一步提高,管路噪声逐步成为这一目标的主要障碍,而泵类设备则是管路噪声最主要的噪声源.传统离心泵由其高转速及强烈的动静干涉决定了它在进一步降低自身诱导噪声上的局限性,而新型的凸轮转子泵则具有较大的优势.因此为研究该型泵的主要性能与流场特性,在系统分析凸轮转子泵的工作原理及技术特点的基础上,建立了该泵的二维、三维直翼、三维扭曲翼模型,通过基于动网格的CFD分析计算了凸轮转子泵的流场及脉动特性.计算结果表明:新型凸轮转子泵的流量与转速呈线性关系且呈现出周期性脉动;泵内压力分布稳定,各区域没有明显的压力梯度,在转子间隙及进出口区域存在旋涡及流动分离现象,此处流速较大;转子泵泵内压力脉动随转子叶片数的增大及采用螺旋翼型能够得到有效降低,而随着转速的增大也会迅速增大.

关键词：凸轮转子泵压力脉动振动噪声动网格

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凸轮转子泵运行问题及处理办法

河南化工 2023年第9期40卷 46-47页

作者：姚钰龙洛阳炼化宏达实业有限责任公司河南洛阳471012

对某厂装卸车设施8台凸轮转子泵运行期间频繁出现的故障进行了全面的分析处理,并对凸轮转子泵的运行进行数据分析、设备拆检等,制定出解决方案。

关键词：凸轮转子泵介质泄漏流量不足压力不足

凸轮转子泵抽送不同浓度非牛顿流体的流场分析及对性能影响

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液压与气动 2021年第12期45卷 85-92页

作者：王中军赖喜德陈小明廖功磊谭祺钰西华大学能源与动力工程学院四川成都610039 四川省机械研究设计院四川成都610063

为了探讨摆线型凸轮转子泵抽送粪污介质的性能变化和针对非牛顿流体类抽送的优化设计,以三叶摆线型凸轮转子泵作为研究对象,选取清水和浓度为6.87%,9.20%,12.15%的猪粪作为抽送介质,对凸轮转子泵进行三维非定常数值模拟,分析内部流场瞬... 详细信息

为了探讨摆线型凸轮转子泵抽送粪污介质的性能变化和针对非牛顿流体类抽送的优化设计,以三叶摆线型凸轮转子泵作为研究对象,选取清水和浓度为6.87%,9.20%,12.15%的猪粪作为抽送介质,对凸轮转子泵进行三维非定常数值模拟,分析内部流场瞬态特性,预测其外特性。分析结果表明:在抽送清水和不同浓度的猪粪时,从泵腔的进口区域到出口区域的压力逐渐升高,随猪粪浓度增大,独立工作腔室的压力增大;抽送非牛顿流体时,间隙处因挤压而产生的速度激增,转子泵腔内的速度分布更加均匀;出口的压力脉动主频均出现在2倍叶频处,压力脉动幅值随猪粪浓度增大而减小;随猪粪浓度增大,出口流量、容积效率及水力效率增大,流量脉动系数减小,其性能优于抽送清水介质。研究为凸轮转子泵输送非牛顿流体时的优化设计奠定了基础。

关键词：凸轮转子泵动网格非牛顿流体猪粪流量脉动

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凸轮转子泵作为消防泵使用的性能分析

消防科学与技术 2016年第8期35卷 1126-1128页

作者：林震夏敬豪杭州市消防支队浙江杭州311100

分析自灌式消防泵、自吸式消防泵的弊端,根据凸轮转子泵具有的恒压、自吸高度高、可输送泡沫液、射程可调、既能取水又能输水的优势,提出使用凸轮转子泵作为消防泵的思路,并进行性能分析。

关键词：消防泵凸轮转子泵压力扬程

凸轮转子泵黏油流动特性及其内部泄漏机理研究

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凸轮转子泵黏油流动特性及其内部泄漏机理研究

作者：杜俊兰州理工大学

学位级别：硕士

随着经济社会的不断发展,工业上对不同水力机械的需求大量增加从而使水力机械得到空前的进步与发展。其中,凸轮转子泵作为一种非接触式回转容积泵具有结构简单,性能稳定,维护方便,使用成本低等优势,受到了越来越多的关注和研究。由于石... 详细信息

随着经济社会的不断发展,工业上对不同水力机械的需求大量增加从而使水力机械得到空前的进步与发展。其中,凸轮转子泵作为一种非接触式回转容积泵具有结构简单,性能稳定,维护方便,使用成本低等优势,受到了越来越多的关注和研究。由于石油化工行业的飞速发展,黏油输送场合增加,离心油泵的缺陷逐渐显现,凸轮转子泵的工作原理与结构特点在黏油输送领域具备先天优势,如何将凸轮转子泵的工作特点和在黏油输送时优势展现出来就成为本文研究的重点之一。随着研究的深入,由于凸轮转子泵的非接触式设计带来了先天缺陷就是严重的内部泄漏问题。内部泄漏问题在所有泵中都存在,在容积泵中更加明显,因为它直接对泵的工作性能产生影响。不同型线转子在工作过程中的性能表现和对内部泄漏的抑制效果有明显差异,所以为了揭示凸轮转子泵内部泄漏机理和不同转子型线的内部流动特性,对不同型线转子内部泄漏问题的研究是非常必要的。针对凸轮泵的腔内工作特点,推导出符合啮合条件的多叶转子,并对其转动特点、流动特性、性能表现进行逐步分析。基于以上内容,本文首先以三叶圆弧、渐开线、摆线三类型线为研究对象分别对其型线特点,控制方程进行整理。同时以摆线转子为研究对象,研究其在5种不同黏油下输送性能表现,结果表明:随着介质黏度的增加,出口流量随之增加且泵内部流动更加稳定,腔内黏性力对流动有明显作用,不可忽略。黏油对转速的响应也有较大区别,0.01Pa·s黏度介质在转速由400r/min下降至100r/min时流量下降超过95%,而0.065Pa·s黏度介质流量下降约80%。然后文章分别对三类型线转子的性能参数和内部泄漏特性进行分析,揭示了不同型线转子的内部泄漏特性,结果表明:工作压力为0.4MPa下的模拟流量圆弧型线转子间隙泄漏量少使尾流区和进口端的速度平稳。由于泵腔内两转子相互啮合,泵内振动主频出现在2倍叶频40Hz处,除主频外还会出现次频,出现的频率皆为40Hz的倍数。此外不同型线转子对间隙内流动速度、腔内压力分布及转子受力都有较大影响。最后以渐开线转子为研究对象分析多叶转子优化方案的效果,推导出多叶转子的控制方程,分析了多叶转子在清水介质和黏油介质下的流动特点和性能表现,对多叶转子的流动和内部机理有了初步的认识,为后续优化工作奠定基础。结果表明:在0.4Mpa清水介质工况下,不同叶型数转子泄漏量占比分别为3叶23.24%,4叶20.07%,5叶25.11%,6叶36.65%。黏度0.03Pa·s介质出口流量比清水介质4叶,5叶,6叶提高约20%,同时黏油介质下可以改善腔内转子受力情况。

关键词：凸轮转子泵黏油流动内部泄漏多叶转子

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螺杆泵与凸轮转子泵的使用分析

黑龙江造纸 2022年第4期50卷 29-30页

作者：刘强刘可庆牡丹江恒丰纸业股份有限公司黑龙江牡丹江157013

纸机系统中运输阳离子淀粉的螺杆泵的定子和转子易磨损,磨损后会产生流量波动,使供料量不稳,导致产品质量波动大,而且维修困难,更换转子和定子的过程繁琐。凸轮转子泵的转子不易损坏,工作状态稳定,维修简单便捷,减轻了工人维修的工作量... 详细信息

纸机系统中运输阳离子淀粉的螺杆泵的定子和转子易磨损,磨损后会产生流量波动,使供料量不稳,导致产品质量波动大,而且维修困难,更换转子和定子的过程繁琐。凸轮转子泵的转子不易损坏,工作状态稳定,维修简单便捷,减轻了工人维修的工作量,验证了凸轮转子泵更适合运送助剂。

关键词：螺杆泵凸轮转子泵使用维修

基于凸轮转子泵的液阻式液力缓速器设计与研究

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现代制造工程 2020年第11期 136-142页

作者：盛楠合肥工业大学汽车工程技术研究院合肥230009

液力缓速器制动是目前车辆采用的主流辅助制动方式,其工作原理与流体传动机械中的液力偶合器类似。首先采用通过降低流体输送机械液压泵输送效率来提高能耗,利用泵的工作阻力来形成缓速器制动转矩的方案,设计了一款基于凸轮转子泵的液... 详细信息

液力缓速器制动是目前车辆采用的主流辅助制动方式,其工作原理与流体传动机械中的液力偶合器类似。首先采用通过降低流体输送机械液压泵输送效率来提高能耗,利用泵的工作阻力来形成缓速器制动转矩的方案,设计了一款基于凸轮转子泵的液阻式液力缓速器;然后结合一款目标车型的具体参数,分析研究车速、缓速器几何尺寸、缓速器工作压力以及缓速器制动转矩之间的关系;最后进行了液力缓速器的样机台架试验,初步完成了液阻式液力缓速器的功能性验证。

关键词：辅助制动液力缓速器凸轮转子泵

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固液两相流凸轮转子泵内部流场数值模拟

固液两相流凸轮转子泵内部流场数值模拟

作者：桑小虎兰州理工大学

学位级别：硕士

凸轮转子泵属于典型的容积式的回转机械。现已广泛应用于石油化工、日用化工、环保、造纸、制药、冶金等多个领域。而在这些应用中输送的介质往往是多相流且介质中往往含有大量的颗粒,这些颗粒可能会对泵内部的部件造成磨损。通常把不... 详细信息

凸轮转子泵属于典型的容积式的回转机械。现已广泛应用于石油化工、日用化工、环保、造纸、制药、冶金等多个领域。而在这些应用中输送的介质往往是多相流且介质中往往含有大量的颗粒,这些颗粒可能会对泵内部的部件造成磨损。通常把不同相的流体混合在一起(两种或两种以上)的流动称为多相流,其流动性要比单向流复杂得多。所以,为了更深一步地了解凸轮转子泵内部流场规律,就必须对输送多相流介质的内部流场进行研究。本文采用数值模拟来分析凸轮转子泵内部固液两相流动的规律,建立了凸轮转子泵的流道计算模型,使用FLUENT软件分别对凸轮转子泵在输送清水介质和两相流介质下的内部流场进行数值模拟。对比分析了在旋转一个周期内输送清水介质和两相流介质泵内部压力场和速度场的分布情况以及不同颗粒浓度和颗粒直径大小对固液凸轮转子泵内部流场的影响,为日后实验提供了理论依据。本文的工作主要如下：1.详细论述了国内外学者关于凸轮转子泵的发展状况以及固液两相流方面的相关研究概况。2.把简化的三维计算模型导入ICEM软件进行网格划分,并进行网格光顺,使得网格满足后续计算要求。之后把网格文件导入FLUENT软件,采用RNG k-ε湍流模型、PISO算法和耦合隐式求解器,压力项采用PRESTO!格式离散,其余采用二阶精度的格式离散的方法。3.运用AUTOCAD软件精确地绘制了凸轮转子泵转子的二维模型,导入PROE软件进行转子的三维造型,最后绘制出出入、口和泵外壳。导入ICEM专业划分网格软件进行网格划分。最后将划分完毕的mesh文件导入到FLUENT里进行清水和含颗粒水模拟分析,并进行对比分析。4.通过数值模拟得出了在输送两相流介质时,一个周期内随着颗粒直径和浓度的变化,泵内壁及转子表面的磨损类型会发生改变。随着颗粒直径和颗粒浓度增加,磨损类型由滑动磨损慢慢转变为冲击磨损,加剧了内壁及转子表面的磨损。尤其是在大直径、高浓度颗粒下,转子齿顶和啮合处附近会有局部磨损的现象,为进一步深入研究固液凸轮转子泵磨损机理以及优化提供了参考。

关键词：凸轮转子泵两叶转子清水介质固液两相流介质动网格数值模拟