提出了一种新的转子型线,以余弦函数曲线作为转子型线,并给出转子型线的极坐标方程和直角坐标方程。运用理论推导出非接触式余弦转子泵运输流体过程中产生的液压力,进一步提出减小液压力的措施,提高转子泵使用寿命。结合FLUENT对余弦转子泵进行数值模拟,验证理论分析的正确性。数值模拟结果表明较大的进出口压差导致转子间隙处回流速度增大,效率降低。

为了降低弦线转子泵的流量脉动率和提高转子的面积利用系数,提出具有两对转子的双啮合弦线转子泵。分析转子径距比对弦线转子泵脉动率和转子面积利用系数的影响;探究双啮合弦线转子泵流量脉动率与两对转子之间的差动角大小的关系,得出了当差动角α=π/(2z)时,双啮合弦线转子泵的脉动率为0;且此时通过增大转子径距比可提高转子面积利用系数,使转子面积利用系数由原来的24.5%提高到45.1%。研究结果表明:双啮合弦线转子泵具有转子面积利用系数高、无流量脉动的特点。

为了降低弦线转子泵的流量脉动率和转子径向力,提出了一种具有两对转子的双啮合弦线转子泵。阐述了双啮合弦线转子泵的工作原理,推导出了瞬时流量表达式,分析了两转子间差动角对双啮合弦线转子泵流量脉动率的影响,得出了当差动角α=π/2z时,双啮合弦线转子泵的流量脉动率为0,消除了流量脉动引起的噪声与振动。同时利用ANSYS对转子受力进行了仿真分析,当差动角α=π/2z时,转子径向力的突变值降低了47.6%,转子弯曲应力降低了21.3%,降低了因转子径向力突变引起的振动。

为从根本上消除困油现象,提出一种新型弦线转子泵,将齿面间的滑动摩擦转变为齿面与滚子间的滚动摩擦。通过FLUENT软件的动网格技术、RNG k-ε模型对转子泵进行流场分析,得到弦线转子泵内部不同时刻的压力分布云图、速度分布云图。经分析发现,该弦线转子泵运动平稳,能在一定程度上降低噪声,满足生产需求。

针对套筒调节阀内部空化腐蚀、四法兰双导向结构套筒调节阀阀体与下阀盖之间容易泄漏、介质中的杂质容易沉积在下导向部位,使阀芯卡死或关闭不紧等问题,提出一种基于CFD阀门内部空化数值分析方法。通过四法兰套筒调节阀内流场数值分析,给出将四法兰套筒调节阀改为三法兰套筒调节阀的数值模拟分析结果及流道结构优化设计思路。