內(nèi)嚙合齒輪泵的流量計(jì)算誤差問題及要求范圍

針對高壓內(nèi)嚙合齒輪泵的流量計(jì)算誤差，當(dāng)其在低壓工況下(2.88MPa)運(yùn)行時(shí)，即使不施加粘性壁面條件，僅通過減小兩齒輪間的間距模擬嚙合點(diǎn)的存在，也可滿足內(nèi)嚙合齒輪泵的數(shù)值計(jì)算精度，誤差較低，為3.28%。無嚙合的計(jì)算流量曲線與工程誤差界限的交點(diǎn)約為6.4MPa即當(dāng)工作壓力小于等于6.4MPa時(shí)，不考慮嚙合點(diǎn)的數(shù)值計(jì)算依然能夠滿足工程計(jì)算誤差要求。
然而，當(dāng)內(nèi)嚙合齒輪泵的工作壓力繼續(xù)升高時(shí)，其數(shù)值計(jì)算的流量與試驗(yàn)相比誤差越來越大，當(dāng)內(nèi)嚙合齒輪泵的工作壓力在8.33MPa時(shí)，不施加粘J險(xiǎn)壁面條件時(shí)，三維CFD數(shù)值計(jì)算流量的誤差為13.，工作壓力等于16.67MPa時(shí)，相對誤差為28.78%，不考慮嚙合點(diǎn)的數(shù)值計(jì)算己經(jīng)不能繼續(xù)反映內(nèi)嚙合齒輪泵的流量情況。因此，在中高壓內(nèi)嚙合齒輪泵的數(shù)值計(jì)算中，   考慮兩齒輪之間的嚙合。
然而，如表1所示，當(dāng)施加粘性壁面條件考慮嚙合點(diǎn)時(shí)，嚙合點(diǎn)的粘度大小設(shè)置開始影響內(nèi)嚙合齒輪泵的計(jì)算精度。對于內(nèi)嚙合齒輪泵工作壓力為8.33MPa的工況，利用施加粘性壁面邊界的方法考慮嚙合點(diǎn)的存在使流量的數(shù)值計(jì)算誤差減小，當(dāng)嚙合點(diǎn)的粘度設(shè)置為10倍的介質(zhì)粘度時(shí)，流量的數(shù)值計(jì)算誤差為7.77%，滿足工程計(jì)算要求。同時(shí)，當(dāng)施加粘性壁面模擬嚙合點(diǎn)并將嚙合點(diǎn)處的粘度設(shè)置為10倍的介質(zhì)粘度時(shí)，對于工作壓力為10MPa以下的工況，其數(shù)值計(jì)算的精度均能夠滿足工程計(jì)算要求。
如表1所示，當(dāng)將嚙合點(diǎn)的粘度逐漸升高后，粘度設(shè)置為20倍的介質(zhì)粘度時(shí)，內(nèi)嚙合齒輪泵在工作壓力16.67MPa時(shí)，計(jì)算流量誤差繼續(xù)減小，達(dá)到15.12%。當(dāng)將嚙合點(diǎn)的粘度繼續(xù)增大為40倍的介質(zhì)粘度時(shí)，內(nèi)嚙合齒輪泵在工作壓力16.67MPa時(shí)，計(jì)算流量誤差繼續(xù)減小，達(dá)到12.27%己經(jīng)基本達(dá)到工程計(jì)算要求。并且，內(nèi)嚙合齒輪泵在工作壓力25MPa時(shí)，計(jì)算流量誤差達(dá)到21.24%。雖然還不能夠進(jìn)入到工程誤差的要求范圍以內(nèi)，但是計(jì)算精度己經(jīng)有了明顯提高。
本文中，為了內(nèi)嚙合齒輪泵內(nèi)部流場和動量的連續(xù)性，嚙合點(diǎn)處的粘度設(shè)置較小，計(jì)算精度己經(jīng)明顯提高。如果將嚙合點(diǎn)處的粘度繼續(xù)增大，利用粘性壁面的方法就可以   加準(zhǔn)確的預(yù)測高壓內(nèi)嚙合齒輪泵的流量。