RP型凸轮转子泵腔内流体运动的有限元分析

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随着世界经济的高速发展,能源问题以及污水处理问题已经成为各国面临的严峻问题。在能源和污水输运方面凸轮转子泵的作用是首当其冲的,例如石油开采出来需要一个复杂的运输通道进行收集,其中就需要凸轮转子泵来提供输运动力。在污水处理方面更加体现了凸轮转子泵在恶劣环境下能够正常稳定工作的能力。凸轮转子泵是目前我国乃至世界各国在转子泵领域的主要研究对象,凸轮转子泵作为输运系统的动力源,其效率的高低对输运系统有重要影响。  本文利用数值模拟这一先进的实验手段和先进的流体仿真软件FLUENT对RP型凸轮转子泵泵效进行研究,以计算流体动力学(CFD)理论为基础建立了适合泵效研究的数值分析模型,根据一种RP型凸轮转子泵的结构参数设计出合理的结构模型,然后进行仿真分析,得出的结果与实际数据进行比较,验证了模型设计和计算方法的合理性与正确性。利用数值模拟研究了在RP型凸轮转子泵工作过程中,不同流体介质对凸轮转子泵产生的不同作用,转子泵对不同粘度的流体产生不同的作用,以及改变转子泵的转子型状对凸轮转子泵的性能影响。  基于计算流体动力学(CFD)理论,建立了研究RP型凸轮转子泵泵效的数值仿真模型,对计算过程所涉及的网格划分、边界条件设置、材料物理性质设置以及动网格技术等一系列关键技术进行了深入研究。通过对模型的模拟仿真计算得出仿真数据,与现实数据的对比分析验证了模型的正确性。  在模型正确性得到验证的基础上,对实际工况下,对于改变流体介质参数和转子型状参数对凸轮转子泵泵效的影响进行了模拟。模拟了不同参数组合下泵效的变化规律以及分析了各个参数对泵效的影响机理,并得出了单个参数对泵效影响的相关数据。通过同时改变不同参数分析泵效的变化规律,建立了不同参数与泵效的数据图,为进一步研究凸轮转子泵提供了可靠的理论依据。  利用泵效模拟得到的泵效与各个参数的关系数据,分析得出了流体介质与凸轮转子泵的最合适组合,即把不同的流体介质与不同转子型状的凸轮泵进行了合理搭配,并绘制了不同组合的统计表,为工程技术人员针对不同流体介质优选不同转子型状的凸轮转子泵提供了参考依据。
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