基于CFD的齿轮泵流场分析开题报告

 2021-08-08 12:08

全文总字数:2694字

1. 研究目的与意义

齿轮泵是液压动力应用中最工作原理是常见的泵类型之一,在液压系统中,外啮合齿轮泵通常用作正排量机械,它们能够在低吸入压力下工作时产生高压,其工作原理是依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积的变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵。

齿轮泵由两个齿轮、泵体与前后盖组成两个密闭空间,当齿轮转动时,齿轮密闭容积由小变大,形成局部真空,将液体吸入,随着齿轮的转动,齿轮排出室的空间的容积从大变小,把液体挤入排液口。

该泵具有工况范围广、结构简单、可靠性高、制造成本低等优点。

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2. 国内外研究现状分析

关于齿轮泵的流场分析,国内外许多学者、专家都在研究,成果不一:兰州理工大学的魏列江、王鑫、张静、毛子强[1]等人为了获得外啮合齿轮泵在高速旋转的过程中内部流场的瞬时变化情况,依据连续性方程、动量方程、能量方程,通过采用AutoCAD绘制出其内部流场的二维模型,导入ICEM中进行网格划分,最后利用Fluent中的湍流模型计算泵的内部流场,得出齿轮泵困油腔内部瞬态压力场和瞬时速度场的分布情况以及泵进出口瞬时流量数据,以便对外啮合齿轮泵的优化设计提供参考依据。

天津理工大学的许燕、郭津津、刘杰[2]等人利用流体分析软件Fluent对不同边界条件下的齿轮泵内流场进行数值模拟,分析齿轮泵本身结构对性能的影响,进一步分析了齿轮泵内流场的压力场与速度场,观察由于齿轮泵本身结构所产生的泄漏、气蚀以及困油现象。

哈尔滨工业大学的姜继海、袁俊超、王强[3]等人利用ADINA软件对水压外啮合齿轮泵内部流场进行了仿真,首先在UG中建立流体模型和固体模型,再导入ANIDA中,完成模型前处理和网格划分,接着施加边界条件,进行流固耦合运算。

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3. 研究的基本内容与计划

利用SolidWorks软件对齿轮泵进行三维建模,并利用ANSYS Workbench选择计算模型、选择材料及边界条件、划分网格,得到仿真的压力场、速度场等重要参数,仿真结果分析。

1~3周(1.1~1.20):调研、查阅文献资料;完成开题报告、英文翻译;4~5周(2.25~3.10):复习掌握齿轮泵工作原理和特点及其主要性能参数等相关知识,学习CFD原理和方法,学习并掌握SOLIDWORKS软件、ANSYS WOEKBENCH软件和CFX求解器软件;6~12周(3.11~5.5):完成齿轮泵的流场仿真和分析;13~14周(5.6~5.19):完成毕业论文;15~16周(5.20~6.2):答辩事宜。

4. 研究创新点

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