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液壓泵(beng)是液壓系(xi)統的動力(lì)輸出單元(yuan),二維液壓(ya)泵與傳統(tong)🐕液🌂壓🚶♀️泵的(de)結構不同(tong),具有摩擦(cā)副少轉速(su)高,功率因(yīn)數大等優(you)點,本研究(jiū)🈲基于CFD流暢(chang)🏃♀️解析的方(fang)法,分析了(le)泵的入口(kǒu)特性,并提(ti)出:二維液(ye)壓泵具有(you)入口自增(zeng)壓功能。
1.1 液壓泵結(jié)構
圖(tú)1所示為泵(bèng)的結構剖(pōu)面示意圖(tu),油液經過(guo)泵入口、旋(xuan)轉面、活塞(sai)入口進入(ru)到吸油腔(qiāng)中,此液體(tǐ)流動路徑(jìng)構成了泵(bèng)的吸油🚩流(liu)道。
圖1 剖面(mian)示意圖
1.2 設(shè)計參數
設計參(cān)數如表1所(suo)示
2.1 數學建模(mó)
将吸(xi)油流道建(jiàn)立如圖2所(suǒ)示模型,模(mó)型對實際(ji)流道進行(háng)了優化。
圖2 數學(xue)模型
2.2 網格劃分(fen)與邊界條(tiáo)件
采(cai)用了六面(miàn)體與四面(mian)體的混合(hé)網格對模(mo)型進行劃(hua)分,其🔞中網(wang)格最薄處(chu)超過5層,總(zong)數量為350萬(wan),網格劃分(fen)和☀️局部放(fàng)大圖如圖(tú)3所示。
圖3 網(wǎng)格劃分
邊界層(céng)設置為:入(ru)口壓力101325 Pa,出(chū)口速度1.3 m/s,旋(xuán)轉面分别(bie)設置不同(tong)的速度,在(zài)不同的速(su)度下進行(háng)流場解析(xī),旋✉️轉面的(de)速⛱️度參數(shu)設置如表(biǎo)2所示。
2.3 結果分析(xī)
計算(suan)得壓力分(fen)布雲圖如(rú)圖4所示。從(cong)圖中可以(yǐ)看出:0 r/min下最(zuì)高壓力1.02×105 Pa、4000 r/min下(xià)最高壓力(li)1.02×105 Pa、8000 r/min下最高壓(yā)力1.1×105 Pa、15000 r/min下最高(gāo)壓力1.46×105 Pa、20000 r/min下最(zuì)高壓力1.95×105 Pa,從(cong)不同轉速(sù)的最高壓(ya)力可以看(kan)出,轉速越(yue)高機械🏒能(neng)轉化的🧑🏽🤝🧑🏻壓(yā)力能越大(da);不同轉速(su)下對應的(de)旋轉面流(liú)出壓力分(fèn)别為0 r/min下壓(yā)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(xià)壓力1.1×105 Pa、20000 r/min下壓(ya)力1.2×105 Pa,轉速越(yuè)高流經旋(xuan)轉面的壓(ya)力能越大(da);不同轉速(su)下對應👈的(de)旋轉面流(liu)入壓力分(fèn)别為0 r/min下壓(ya)力9.88×104 Pa、4000 r/min下壓力(lì)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(ya)力9.5×105 Pa,轉速越(yuè)高從入口(kou)至旋轉面(miàn)的壓差越(yuè)小,介質流(liu)入越困難(nan),當轉速達(dá)到15000 r/min時,形成(chéng)局部低壓(yā)區,産生勢(shi)能消耗壓(yā)力能,造成(cheng)損耗,轉速(su)達到20000 r/min時,低(dī)壓區覆蓋(gài)整個流道(dào)👅,壓力能全(quán)部轉化為(wei)勢能。
模型的速(su)度分布雲(yún)圖如圖5所(suǒ)示,在旋轉(zhuan)面流入、流(liu)出🔞兩處📞均(jun1)💋存在紊流(liú),形成了漩(xuan)渦, 随轉速(sù)的升高漩(xuan)渦的面積(ji)變大☂️,流入(ru)處的漩渦(wō)邊緣産生(shēng)的高壓造(zao)成入口吸(xī)油困難,流(liu)出✔️處的漩(xuan)渦邊緣中(zhong)心産生的(de)低壓(yā)使得流出(chu)困難,造成(cheng)出口壓力(li)降低,與不(bú)同轉速下(xià)對應的出(chū)口壓力符(fú)合。
經過不同(tóng)轉速下的(de)解析計算(suàn),得出結論(lun)如下。
(1) 入口具有(you)自增壓能(néng)力,并且轉(zhuǎn)速越高增(zēng)壓能力越(yuè)強,當🧑🏽🤝🧑🏻轉速(su)㊙️達到20000 r/min時,入(ru)口壓力可(ke)以提高1×105 Pa,大(da)大增強了(le)泵的吸油(yóu)能力。
(2) 局部漩渦(wō)會影響增(zēng)壓效果,雖(sui)然吸油口(kou)具備增加(jiā)能力,但🔞是(shì)☎️由于旋轉(zhuǎn)面産生的(de)漩渦影響(xiǎng)到了介質(zhì)💔的流動,造(zào)成增壓效(xiào)果不理想(xiǎng),需要改善(shàn)吸油流道(dao),優化結構(gòu)設計🈲,以達(dá)到🎯理想的(de)☀️自增壓功(gōng)能。
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