转子泵出口球阀动态特性计算与分析.pdf

2014年8月
机床与液压
ug-2014
第42卷第16期
MACHINE TOOL &HYDRAULICS
Vol, 42 No, 16
DO:10.3969/j.issn.1001-3881.2014.16.024
转子泵出口球阀动态特性计算与分析
张生昌'23,杨琳,邓鸿英12…,马む12。,王炤东
(1.浙江工业大学机械工程学院,浙江杭州310032;2.过程装备及其再制造教育部工程研究中心,
浙江杭州310032;3.特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室,浙江杭州310032)
摘要:利用 FLUENT软件的动网格技术,通过对转子泵出口球阀的运动特性及转子泵内部流场进行仿真计算和可视化
分析,得到出口球阀运动参数的变化曲线和转子泵内部流场的分布情况。仿真分析结果表明:3组球阀的速度、升程、受
力随转子的转动呈周期性变化;由于初始条件和边界条件不同,所得仿真曲线与球阀运动规律的数学模型计算曲线有所不
同,但变化趋勢是一致的;在转子相互啮合区,压力值最小,变化梯度最大,且最小值随转子的转动而变化。
关键词:转子泵;出口球阀;动态特性
中图分类号:TE937文献标识码:A文章编号:1001-3881(2014)16-075
)ynamic Characteristics Analysis on Export Ball Valve of
Rotor Pump
ZHANG Shengchang" ", YANG Lin', DENG Hongying", MA Yi"", WANG Zhaodong
(1. College of Mechanical Engineering, Zhejiang University of Technology, Hangzhou Zhejiang 310032, China
2. Engineering Research Center of Process Equipment and Its Re-manufacturing, Ministry of Education
Hangzhou Zhejiang 310032, China; 3. Key Laboratory of Special Purpose Equipment and Advanced Manufacturing
Technology Zhejiang University of Technology ), Ministry of Education, Hangzhou Zhejiang 310032, China)
Abstract Using dynamic mesh model offered by FLUENT, numerical simulation and visual analysis were conducted on the mo-
tion characteristics of three groups export ball valve and the flow field of the rotor pump. Movement parameters curve of export ball
valve and flow field di o f r m w a n ima l how a speed, i and force of hree groups ball
valve are periodical changes with the rotation of the rotor. Because of the differences of the initial and boundary conditions, the ob-
tained cues and he matematical moel cues of the ball valve are iferent, but the change trends are consistent; in the rotor mutu-
al engagement areas, pressure value is the minimum and gradient change is the maximum, and the minimum is also changing with the
rotation of the rotor
Keywords: Rotor pump; Export ball valve; Dynamic characte
rsics
长期以来,国内外出现了很多种油气混输泵,有
球阀运动规律的数学模型
螺杆泵、轴流泵、液环泵、叶片泵、转子泵等。但
为便于对转子泵出口球阀运动规律的数学模
在含气量较大工况时,上述油气混输泵极易产生气阻型3]进行理论研究,假设
失效。针对传统混输泵2产品存在的缺陷,提出了
(1)不考虑流体在液缸内流动的摩阻损失;
种新型内压缩转子式油气混输泵。通过在该泵出口处
(2)液缸内各点的流体压力及密度都相同;
增设3组出口球阀,从而消除了气阻,增添了内压缩
3)流体动力学封闭方程为均熵流场
特性,提高了油气混输功能与泵效率,且可防止回
(4)不考虑泵腔内的余隙容积;
流、降低冲击噪声。
(5)不考虑液缸、转子的变形。
鉴于目前尚无转子泵出口球阀理论与设计技术,
选择实型转子泵球阀的结构如图1所示。根据球
拟应用动态数值模拟的相关理论及借鉴往复泵球阀最阀运动微分方程、液缸内流体流动微分方程及初始条
新发展成果,根据转子泵工作特性,对转子泵出口球件,可推导岀描述球阀运动规律的数学模型。其常微
阀在实际工作过程中的运动情况和内部流场的分布情
分方程组如下
况进行仿真分析与可视化研究,揭示转子泵出口球阀
的运动规律,为其理论分析与设计提供参考和借鉴。
收稿日期:2013-07-25
作者简介:张生昌(1956一),男,学士,教授级高级工程师,主要从事多相流泵的理论研究与产品开发。E
angin@163.com。