|
|
罗茨泵CFD分析技术简报$ |% D6 C" i1 V; O) o: r) N$ q3 q! _4 I
1、背景描述
* m! W& L: Y% i罗茨真空泵（简称：罗茨泵）是指泵内装有两个相反方向同步旋转的叶形转子，转子间、转子与泵壳内壁间有细小间隙而互不接触的一种变容真空泵，间隙一般为0.1～0.8毫米。罗茨泵是一种无内压缩机的真空泵，因此适用于低压力场合的流体输送和加压。罗茨泵具有启动快，耗功少，运转维护费用低，抽速大、效率高等特点，广泛应用于化工、食品及医药工业中。
. w5 @, d# t( V! f8 @ 9 c5 R6 O1 S" [1 `
罗茨真空泵工作原理, L8 h7 Z5 t. F- B
2、技术关注点( K# L/ L7 |7 d/ o
围绕罗茨式流体机械的性能，主要的研究功能有：罗茨泵转子型线设计及优化、机体进排出口与转子匹配性研究、罗茨泵的噪声性能研究等。目前多采用CFD技术对罗茨泵进行数值分析，进行罗茨式流体机械的设计、改型及优化工作。% S: g. q. t* L/ r" s/ B! g i
由于罗茨泵为变容式流体机械，在进行数值分析时具有以下技术难点：转子与壳壁具有细小间隙，网格描述难度较大；转子区域为变容式结构，需建立结构化网格，且需设置变容区域的动网格；罗茨泵出口配有释压阀，需考虑流泵阀联合；对于介质为液体的罗茨泵，需考虑泵内的空化效应；罗茨泵噪声源来自于机械噪声和流动噪声，因此在进行噪声分析时还需考虑流场的影响。
2 a: w: E, ^% UPumpLinx作为专业的运动机械CFD仿真软件，可以较好地解决上述难点，快速进行罗茨式流体机械的仿真及优化工作。
2 ]7 d5 q: w4 \$ T7 i5 a% Z: l3、案例介绍' s; l) _/ V2 T& m% q
如下为某罗茨泵的分析模型， PumpLinx内置有罗茨泵的网格模板，可进行一键式的结构网格生成，同时罗茨泵模板还可自动设置变容区域的动网格，大大降低罗茨式流体机械数值仿真的难度，最大限度地提高了CFD前处理的效率。
1 v+ T" U) H5 _: J, G & W: E \+ E, a# r, s; R; I, F
罗茨泵流体域 网格模型 间隙处理: V L3 P' m4 S- ]
本案例中罗茨泵进口为一个大气压，出口为十个大气压，转速为400RPM，计算工质为水。调用PumpLinx内置的罗茨泵模板，湍流及空化模型对该罗茨泵进行数值仿真，对该罗茨泵进行了较好地数值预测。部分计算结果如下所示：
6 Q8 O6 S9 g' u0 h( P3 E) P+ l 罗茨泵压力分布 罗茨泵空化分布
# m( M% N7 m0 {; b3 p* B由分析可知，该罗茨泵内压力分布符合理论实际，但泵内部有明显的空化现象，空化性能较差，有待优化。
3 ~6 A/ Y |7 W1 ?4、总结4 F- p/ y5 G' z
PumpLinx专业模板可快速完成罗茨泵变容区域的结构网格划分，可考虑细小的啮合间隙；5 V! L3 e- U0 f2 B. y) S1 }
PumpLinx专业模板可自动设置变容区域的动网格，大大降低动网格设置难度；2 B4 n, s A Q; J1 L/ c7 F
PumpLinx内置的全空化数值模型可对泵内存在的空化现象进行准确预测，为泵的性能优化提供指导；$ _( u. W3 w2 D) |1 [
PumpLinx的专业性使得工程师可以较快较好地完成罗茨泵、罗茨风机、罗茨压缩机的流场数值仿真，且其流场计算结果可直接输出至噪声分析软件进行流致噪声分析，进一步完善罗茨式流体机械的设计及优化工作。
% l8 g6 |; u8 `* a Z3 m5 r8 L) f y9 `) E
欢迎联系海基科技，如需持续获得相关资讯，请关注海基科技官方微信号：hikeytech+ C; U6 `# W" m) c
0 K! i' ^4 g0 w7 p% z- }1 v0 | N
|
|
发表于 2015-4-24 16:27:21
