高壓清洗機斜盤軸向柱塞泵流場分析與優(yōu)化設(shè)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(qū)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)化改進的實際需求,選擇普遍應用于清洗機產(chǎn)品中的三缸并聯(lián)斜盤軸向柱塞泵為研究對象,開展了運動仿真研究和流場數(shù)值仿真研究,并基于仿真結(jié)果實現(xiàn)了對泵頭流道結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。
　　
　　首先分析了斜盤軸向柱塞泵的工作原理和數(shù)學模型,利用UG軟件對斜盤軸向柱塞泵虛擬樣機中的斜盤柱塞運動機構(gòu)進行了運動仿真,運動仿真數(shù)值結(jié)論驗證了斜盤軸向柱塞泵數(shù)學模型的正確性。通過對比分析從單缸到五缸并聯(lián)的斜盤柱塞運動機構(gòu)的仿真結(jié)果,從數(shù)值分析的層面對傳統(tǒng)設(shè)計理論中奇數(shù)缸數(shù)并聯(lián)優(yōu)于偶數(shù)缸數(shù)并聯(lián)的定性結(jié)論做了定量分析,驗證了三缸斜盤軸向柱塞泵對于清洗機產(chǎn)品的經(jīng)濟實用性。然后,本文分析了泵頭內(nèi)部流場,指出斜盤軸向柱塞泵內(nèi)部流場是不可壓縮單相牛頓流體在復雜管道內(nèi)的非定常湍流流動,在工程實踐中,對于泵進口端和出口端的總流流道,可用時均統(tǒng)計平均值簡化為定常流動來分析,而柱塞工作腔內(nèi)的流場邊界隨柱塞運動而產(chǎn)生周期脈動,則只能按非定常流動來進行分析。
　　
　　在綜合分析泵內(nèi)流場物理模型的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特點后,指出泵內(nèi)流場適合采用重整化k-ε模型進行計算流體動力學模擬?；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進行了定常模式下的仿真,對柱塞工作腔內(nèi)的脈動流場進行了基于動網(wǎng)格技術(shù)的非定常模式仿真。重點分析了文丘里吸液閥流道,得到了與理論模型和實驗數(shù)據(jù)高度吻合的流場數(shù)值仿真結(jié)果。編寫了柱塞運動邊界的自定義程序,利用動網(wǎng)格技術(shù)模擬了柱塞腔內(nèi)部流場壓排行程中的壓力場變化規(guī)律。zui后,本文基于文丘里流道的流場仿真結(jié)果,對現(xiàn)有泵頭文丘里流道結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計,并制作了工程樣板進行試驗驗證。試驗結(jié)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，是通過動力裝置使高壓柱塞泵產(chǎn)生高壓水來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、經(jīng)濟、環(huán)保的清潔方式之一。可分為冷水高壓清洗機、熱水高壓清洗機、電機驅(qū)動高壓清洗機、汽油機驅(qū)動高壓清洗機等。
　　
　　

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