基于数值模拟的非圆齿轮泵流量分析及优化

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2018.02.001

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2018, Vol. 46 ›› Issue (2): 1-7.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.02.001

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基于数值模拟的非圆齿轮泵流量分析及优化

曾庆敦黄佳兴容亮湾

华南理工大学土木与交通学院，广东广州 510640

收稿日期:2017-03-07 修回日期:2017-04-08 出版日期:2018-02-25 发布日期:2018-01-02
通信作者: 曾庆敦( 1956-) ，男，教授，研究生导师，主要从事工程中的疑难力学问题和复合材料力学研究 E-mail:emqdzeng@scut.edu.cn
作者简介: 曾庆敦( 1956-) ，男，教授，研究生导师，主要从事工程中的疑难力学问题和复合材料力学研究
基金资助:
国家自然科学基金资助项目( 11072079)

Flow Analysis and Optimization for Non-Circular Gear Pump on the Basis of Numerical Simulation

ZENG Qingdun HUANG Jiaxing RONG Liangwan

School of Civil Engineering and Transportation，South China University of Technology，Guangzhou 510640，Guangdong，China

Received:2017-03-07 Revised:2017-04-08 Online:2018-02-25 Published:2018-01-02
Contact: 曾庆敦( 1956-) ，男，教授，研究生导师，主要从事工程中的疑难力学问题和复合材料力学研究 E-mail:emqdzeng@scut.edu.cn
About author: 曾庆敦( 1956-) ，男，教授，研究生导师，主要从事工程中的疑难力学问题和复合材料力学研究
Supported by:
Supported by the National Natural Science Foundation of China( 11072079)

摘要/Abstract

摘要： 为揭示一种基于卵形齿轮作为工作元件的新型非圆齿轮泵的压力变化及流量脉动规律，运用 Fluent 动网格技术，成功实现了外啮合非圆齿轮泵的真正三维非稳态数值模拟．捕获了卵形齿轮泵压力及流量波动，得到了流场分布情况及啮合处压力差和出口流量的变化规律．发现卵形齿轮泵比圆形齿轮泵的流量虽然有较大的提升，但其流量波动也较大，难以满足实际应用的需求．为降低流量波动，提出利用两组一样的卵形齿轮并联装配的优化方案来实现流量补偿．对并联卵形齿轮泵的数值模拟分析表明，其流量脉动比单组卵形齿轮泵降低了56%．可见，该新型并联泵具有更大的实用价值

关键词: 齿轮泵, 动网格技术, 数值模拟, 卵形齿轮, 流量特性

Abstract:

In order to reveal the pulsation law of pressure and flow rate for a new kind of non-circular gear pump on the basis of oval gears used as working components， the true three-dimension unsteady numerical simulation of external non-circular gear pump is successfully implemented by the use of the dynamic mesh technique in the software Fluent． The pressure and flow fluctuations of oval gear pump are captured，and the flow field distribution， the law of pressure differences at mesh points and the law of outlet flow rate are obtained． Unexpectedly，the flow and pressure fluctuations of oval gear pump are larger than those of normal gear pumps although the flow increases as we wish，which can hardly meet the practical needs． In order to reduce the flow fluctuations， two identical pumps are used to compose a parallel gear pump in structure which makes the fluctuations of two pump outputs compensate

each other． Another simulation of the parallel gear pump proves that the flow fluctuation has a decrease of 56 percent，compared with the mono-bloc unit oval gear pump． Therefore， the new parallel gear pump is much more worthy in practical application．

Key words: gear pump, dynamic mesh technique, numerical simulation, oval gear, flow characteristic

中图分类号:

曾庆敦黄佳兴容亮湾. 基于数值模拟的非圆齿轮泵流量分析及优化[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2018, 46(2): 1-7.

ZENG Qingdun HUANG Jiaxing RONG Liangwan .

Flow Analysis and Optimization for Non-Circular Gear Pump on the Basis of Numerical Simulation

[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2018, 46(2): 1-7.

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基于数值模拟的非圆齿轮泵流量分析及优化

Flow Analysis and Optimization for Non-Circular Gear Pump on the Basis of Numerical Simulation

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