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外啮合斜齿轮泵内部流场仿真与分析
外啮合斜齿轮泵是一种常见的正向移位泵，在压缩机、冷凝器和润滑系统中得到了广泛应用。本文旨在通过数值模拟，对外啮合斜齿轮泵的内部流场进行仿真与分析，探讨其性能特点和优化方向。
1.外啮合斜齿轮泵结构特点
外啮合斜齿轮泵具有以下结构特点：由两个相互啮合的斜齿轮和泵壳组成，轴线间夹角为60度，其中一个轮齿为主动齿轮，另一个为从动齿轮，主动齿轮由电机驱动，从动齿轮由主动齿轮带动，从而实现介质的输送。
2.数值模拟方法
本文采用Fluent软件对外啮合斜齿轮泵内部流场进行数值模拟。首先，通过CAD软件建立泵的三维模型，然后导入Fluent中进行网格划分和边界条件设置。具体步骤如下：
(1)三维建模
以泵的中心为坐标原点建立坐标系，根据实际泵的主要尺寸参数（齿轮半径、齿数、齿轮轴距等）创建泵的三维模型。
(2)网格划分
对泵的三维模型进行网格划分，要保证网格密度足够细致，以准确模拟内部流场。网格划分包括三个方向：径向、周向和轴向。
(3)边界条件设置
将网格划分好的模型导入Fluent中，对模型进行边界条件设置，包括入口流量、出口静压、周期性边界条件等。设置完边界条件后，进行数值模拟。
3.结果分析
(1)压力分布
通过数值模拟，得出了泵在不同转速下的压力分布情况。结果表明，当转速较低时，泵内部的压力分布比较均匀；随着转速的增加，压力分布呈现不均匀的情况，尤其是在劣化工况下，压力脉动会加剧。
(2)流量、效率等参数
通过计算和仿真，得出了泵在不同工况下的流量、效率等参数。结果表明，外啮合斜齿轮泵在运行过程中，流量具有明显的周期波动，效率随着转速的增加而逐渐升高。
4.优化方向
通过分析结果，可以得出以下几个优化方向：
(1)优化泵的结构，尤其是齿轮的形状和几何参数，以提高泵的功率和效率；
(2)加强泵的密封，减小泄漏量，避免出现泄压、气蚀等问题；
(3)设计合理的流道形式，以提高泵的流量和吸入能力；
(4)优化泵的工艺参数，例如调整转速、精确控制进出口压力等。
5.结论
本文对外啮合斜齿轮泵的内部流场进行了数值模拟与分析，得出了泵在不同工况下的压力分布、流量、效率等参数，并探讨了泵的优化方向。通过优化泵的结构、密封、流道和工艺参数等方面，将能够提高泵的性能，满足不同工况下的需求。