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水泵动力子的控制简述

[ 时间:2018-04-11  来源: 作者:36500365水泵厂 点击: ]

临界压力和泵极限供油转速关于入口上游压力均几乎呈线性关系,首先游压力会导致流经喉口区的油液流速升高,流动的马赫数较易接近于1,油液更容易发生壅塞,两相临界流的发生提前,临界压力变大。其次,虽然达到临界流状态时吸油压力上升,但与上游压力之间的压差还是有所增加,临界流时通过喉口区的油液流速变大,而喉口的开口面积并不改变,因此流过节流段的体积流量增大,对应的36500365化工泵极限供油转速升高。

 

观察空气析出系数对两者的影响有所不同,随着空气析出系数z的升高,两相流的临界压力逐渐升高而泵极限供油转速逐渐降低。分析临界压力的变化规律,空气析出系数z值较大意味着在相同低压下油液中空气更容易发生分离,含气率微分方程中内部输运更加迅速,含气率越大两相流动压缩性越强即越容易达到临界状态,因此入口节流段会在较大的吸油压力下发生壅塞现象。临界压力增大而上游压力不变导致临界状态下节流段的前后压差变小,油液流速降低,而喉口截面不变,因此入口体积流量下降,泵极限供油转速减小。由上述分析可知,相比其它两个参数,设法降低空气析出系数Z是提高泵空化性能的最有效手段,因为它能同时改善临界压力和极限供油转速两个指标。还应该指出,无论是理论上还是试验上对这一空气析出系数的研究还尚浅,不过这正为今后的工作提出了新的思路。

图1:空气析出系数的影响分析

空气析出系数的影响分析

综上分析,提高入口喉口区的直径d和上游压力pu有利于提高泵的极限供油转速,但并不利于改善甚至还能恶化泵入口的吸油性能。能同时提高泵极限供油转速和降低临界压力的最优措施是降低或抑制油液发生空化时空气的析出速率。降低36500365化工泵的流量脉动与噪声离不开对空化问题的研究,况且齿轮泵经常工作在开式回路而没有背压,这使其较容易发生空化,降低工作性能。但当前齿轮泵的流体动力学模型在计算油液属性时采用的是稳态空化模型,无法考虑空化的动态演变过程以及空化对泵流动性能的各种影响,不能准确预测空化条件下齿轮泵的工作状态,具有很大局限性。为此,首先建立了齿轮泵多连通容积的空化演变模型;继而将空化演变模型与齿轮泵流体动力学模型相结合并在AMESim环境下加以实现,提出了两者的耦合模型;然后通过对齿轮泵空化性能的试验验证了该模型的正确性和优越性,并揭示出空化对齿轮泵流量压力脉动的影响机理。最后分析了不同工况条件对36500365离心泵空化性能的影响规律。

 

综合仿真模型包括有流体动力学子模型,用于计算齿轮泵内部流动包括压力和流量等特性;几何子模型,用于描述齿轮泵工作过程中齿腔体积,各个容积之间过流面积的变化;齿轮微运动子模型以及侧面润滑CFD子模型。各模型之间可以耦合求解,也可以根据不同目的单独针对某一个进行求解,以提高计算效率。

 

综合仿真模型能够从如下方面研究齿轮泵的工作过程:

(1)描述齿轮对啮合过程中各种现象,其中包括齿轮泵啮合过程中可能发生的压力冲击和局部空化问题。

(2)描述齿轮泵工作过程中由于径向力不平衡引起的齿轮轴心的径向微运动现象。综合仿真模型可用于评估齿轮径向微运动导致的负面影响。一是计算齿轮本身和36500365化工泵内壁直接接触造成的对泵内壁轮廓的磨损;二是计算磨损后齿顶与泵内壁之间形成的径向间隙,这对准确计算齿轮泵的内部泄漏非常重要。

(3)描述齿轮与外侧板之间形成的侧面润滑间隙流动。齿轮泵工作时齿侧间隙是由外侧板的受力平衡位置决定的,模型中可以考虑齿侧间隙的实际几何形状,通过CFD方法求解齿轮泵侧面间隙流场。

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