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基于机械虹膜机构的新型摆动泵及其流场分析

作者:李强,孟利民,周琪,等. 日期:2023-11-01/span> 浏览:307 查看PDF文档

基于机械虹膜机构的新型摆动泵及其流场分析*
李强1,孟利民1,2*,周琪1,曹旭峰1

(1.安徽理工大学 机械工程学院,安徽 淮南 232001;2.浙江大学 流体动力与机电系统国家重点实验室,浙江 杭州 310027)


摘要:目前,国内外学者针对摆动泵的研究大多是集中于传统的摆动泵,而对于全新摆动泵结构设计方面的研究则相对较少。新型摆动泵存在结构复杂和流量脉动大等问题,为此,基于虹膜机构可变孔径原理,提出了一种结构简单的新型摆动泵模型,并对新型摆动泵进行了运动学分析和内部流场研究。首先,分析了新型摆动泵的工作原理,建立了新型摆动泵的几何模型,并推导出了虹膜机构位移、速度及相应的瞬时流量方程;然后,使用ICEM CFD软件对新型摆动泵进行了网格划分,利用Fluent软件的动网格技术,采用RNG k-ε湍流模型,对新型摆动泵的流体区域进行了数值模拟;最后,采用数值模拟的方式,得到了新型摆动泵内部流场在周期内的压力分布云图、速度分布云图和流量脉动曲线;并通过比对流量脉动曲线,验证了运动学方程的正确性。研究结果表明:新型摆动泵的结构设计是有效的,其最大瞬时流量为1387.2L/min,满足设计需求;同时,新型摆动泵腔体内部的压力主要集中在虹膜机构围成的孔径位置,最大压力值为0.45MPa;并且,腔体内部最大流速主要集中在出油口与进油口处,流速最大值可达62m/s,速度曲线与流量脉动曲线具有相同的波形。该新型摆动泵丰富了新摆动泵的结构,可为以后对该类型泵的研究提供一定的参考。

关键词:液压容积泵;新型摆动泵;摆动泵流体区域;动网格技术;数值模拟;内部流场分析;流量脉动曲线

中图分类号:TH32文献标识码:A文章编号:1001-4551(2023)10-1607-09


本文引用格式:

李强,孟利民,周琪,等.基于机械虹膜机构的新型摆动泵及其流场分析[J].机电工程,2023,40(10):1607-1615.

LI Qiang, MENG Limin, ZHOU Qi, et al. Flow characteristics of new swing pump based on mechanical iris mechanism[J].Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2023,40(10):1607-1615.




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