高壓清洗機斜盤(pán)軸向柱塞泵流場(chǎng)分析與優(yōu)化設計

　　高壓清洗機是一種用于清理頑固污漬的流體機械.在北美和歐洲等生活水平較高的發(fā)達地區應用廣泛。軸向柱塞泵是高壓清洗機的核心部件。本文基于企業(yè)清洗機產(chǎn)品優(yōu)化改進(jìn)的實(shí)際需求,選擇普遍應用于清洗機產(chǎn)品中的三缸并聯(lián)斜盤(pán)軸向柱塞泵為研究對象,開(kāi)展了運動(dòng)仿真研究和流場(chǎng)數值仿真研究,并基于仿真結果實(shí)現了對泵頭流道結構的優(yōu)化。
　　
　　首先分析了斜盤(pán)軸向柱塞泵的工作原理和數學(xué)模型,利用UG軟件對斜盤(pán)軸向柱塞泵虛擬樣機中的斜盤(pán)柱塞運動(dòng)機構進(jìn)行了運動(dòng)仿真,運動(dòng)仿真數值結論驗證了斜盤(pán)軸向柱塞泵數學(xué)模型的正確性。通過(guò)對比分析從單缸到五缸并聯(lián)的斜盤(pán)柱塞運動(dòng)機構的仿真結果,從數值分析的層面對傳統設計理論中奇數缸數并聯(lián)優(yōu)于偶數缸數并聯(lián)的定性結論做了定量分析,驗證了三缸斜盤(pán)軸向柱塞泵對于清洗機產(chǎn)品的經(jīng)濟實(shí)用性。然后,本文分析了泵頭內部流場(chǎng),指出斜盤(pán)軸向柱塞泵內部流場(chǎng)是不可壓縮單相牛頓流體在復雜管道內的非定常湍流流動(dòng),在工程實(shí)踐中,對于泵進(jìn)口端和出口端的總流流道,可用時(shí)均統計平均值簡(jiǎn)化為定常流動(dòng)來(lái)分析,而柱塞工作腔內的流場(chǎng)邊界隨柱塞運動(dòng)而產(chǎn)生周期脈動(dòng),則只能按非定常流動(dòng)來(lái)進(jìn)行分析。
　　
　　在綜合分析泵內流場(chǎng)物理模型的性質(zhì)和結構特點(diǎn)后,指出泵內流場(chǎng)適合采用重整化k-ε模型進(jìn)行計算流體動(dòng)力學(xué)模擬?；谥卣痥-ε模型,應用ANSYSFLUENT軟件,分別對文丘里吸液閥流道、入口配流流道、出口匯流流道的流場(chǎng)進(jìn)行了定常模式下的仿真,對柱塞工作腔內的脈動(dòng)流場(chǎng)進(jìn)行了基于動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)的非定常模式仿真。重點(diǎn)分析了文丘里吸液閥流道,得到了與理論模型和實(shí)驗數據高度吻合的流場(chǎng)數值仿真結果。編寫(xiě)了柱塞運動(dòng)邊界的自定義程序,利用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)模擬了柱塞腔內部流場(chǎng)壓排行程中的壓力場(chǎng)變化規律。zui后,本文基于文丘里流道的流場(chǎng)仿真結果,對現有泵頭文丘里流道結構進(jìn)行了優(yōu)化設計,并制作了工程樣板進(jìn)行試驗驗證。試驗結果表明,優(yōu)化方案達到了降低溢流閥平衡壓力和減小文丘里流道壓力損失的優(yōu)化目標,提升了泵的整體性能。
　　
　　高壓清洗機，是通過(guò)動(dòng)力裝置使高壓柱塞泵產(chǎn)生高壓水來(lái)沖洗物體表面的機器。它能將污垢剝離，沖走，達到清洗物體表面的目的。因為是使用高壓水柱清理污垢，所以高壓清洗也是*zui科學(xué)、經(jīng)濟、環(huán)保的清潔方式之一?？煞譃槔渌邏呵逑礄C、熱水高壓清洗機、電機驅動(dòng)高壓清洗機、汽油機驅動(dòng)高壓清洗機等。
　　
　　

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