轴向柱塞泵气蚀机理及仿真研究

轴向柱塞泵气蚀机理及仿真研究

作者:师大云端图书馆 时间:2017-12-30 分类:硕士论文 喜欢:2185
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【摘要】轴向柱塞柱塞泵是广泛应用于液压系统中的动力元件,在工程机械中起着重要作用。在柱塞泵的工作过程中,压力变化及流动状态十分复杂,极易发生气蚀;而气蚀会引起振动和噪声,影响整个系统工作的稳定性,甚至使泵失效。因此需要对轴向柱塞泵内的气蚀机理及其数学模型进行研究,避免或减少气蚀的发生,提高泵的性能及稳定性。建立了轴向柱塞泵内气蚀的数学模型。当柱塞泵内的压力低于空气分离压时,溶解在油液中的气体会释放出来,流体为油液和空气的均匀混合物;压力降低到其饱和蒸汽压时,油液才会发生相变,产生大量油液蒸汽气泡,此时流体为油液、油液蒸汽和空气的均匀混合物,这与传统的水利机械气蚀是不同的。因此,首先以柱塞腔内的气泡为研究对象,结合流体动力学,考虑了油液中的蒸汽气泡和空气气泡,计算了多种流体特性,包括压力、质量流、流体中的蒸汽和空气体积空隙率,得到了考虑气泡间相互作用后调整的Rayleigh-Plesset方程,然后分析了柱塞泵内发生空气气化和蒸汽气化的密度变化,建立了有两种基于p-ρ正压关系的状态方程,选取RNGk-ε湍流模型进行仿真模拟。以SCY-14B型斜盘轴向柱塞泵工作时的流体部分进行建模和仿真分析,研究气蚀机理及其对泵内流场的影响。对配流过程中的流态采用层流加局部湍流的设置方法,空化模型选用Zwart-Gerber-Belamri模型,进行仿真计算。最后仿真结果中分别得到了柱塞泵内流体的压力、速度和气体分布云图、速度矢量图以及部分区域的压力瞬变曲线图,与未加入气蚀模型的模拟结果进行对比,据此分析气蚀现象的产生机理及其影响,并提出了一定的改进措施,避免或减小气蚀的发生。
【作者】王海燕;
【导师】魏秀业;
【作者基本信息】中北大学,机械制造及其自动化,2014,硕士
【关键词】轴向柱塞泵;气蚀;数学模型;CFD仿真;

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