高速高压三螺杆泵流场特性数值模拟深度解析

本文主要探讨了高速高压三螺杆泵的流场特性，通过对该泵的深入数值分析，揭示了其工作原理及关键参数对其性能的影响。首先，作者通过Solidworks软件构建了三螺杆泵的三维流道模型，针对不同间隙值（0.1mm、0.3mm和0.5mm）的泵体，分别命名为fluid-01、fluid-03和fluid-05，然后利用ANSYS Workbench进行网格划分。 研究重点在于分析螺杆与衬套间隙、螺杆转速以及进出口压差对泵内流道压力分布的影响。结果表明，随着密封腔级数的增加，泵腔室的压力呈现出逐级增大的趋势，但同一级密封腔的压力由于存在泄漏，会呈现递减，且这种趋势随间隙增大而增强。这说明间隙对泵的效率有显著影响，间隙越大，泄漏损失越明显。 另一方面，文章指出转速和进出口压差对流道压力分布的影响相对较小，说明泵的工作稳定性在一定程度上不受这些因素的强烈影响。然而，液体在螺杆螺旋槽内的流动相对平稳，显示出泵的流量特性比较稳定。而在啮合区域，液体的速度分布变得复杂，特别是啮合线两侧的液体，由于主从螺杆的相互作用，形成了湍流现象，这可能是泵内部动力学行为的一个重要特征。 本文的研究对于理解三螺杆泵的工作性能优化、提高泵的效率以及减少泄漏等方面具有重要意义，为设计和改进此类泵的流体力学模型提供了重要的数值依据。同时，文中所用的湍流模型和参数，如湍动能和湍能耗散率，对于处理复杂流场问题也有实际应用价值。最后，文章引用了中图分类号TH327，表明其属于机械工程领域，文献标志码A，强调了学术质量，文章编号1003-0794（2018）08-0066-04，表明了其发表在2018年某期刊上的具体位置。