Трехмерное численное моделирование рабочего процесса оптимального шестеренного насоса

Abstract

RU: В статье обсуждается вопрос формирования научного направления в области проектирования шестеренных насосов внешнего зацепления, основанного на сочетании многокритериальной оптимизации параметров зубчатой передачи качающего узла и трехмерного численного моделирования гидродинамических процессов. Предложена математическая модель с использованием в исходных данных бокового зазора и коэффициента высоты ножки зуба, на основе которой выполняется многокритериальная оптимизация. Применительно к насосу с рабочим объемом 32 см 3 и максимальным давлением 16 МПа, приведены результаты оптимизации геометрических параметров зубчатого зацепления, результаты численного моделирования движения рабочей жидкости, зафиксированы и проанализированы пульсации скорости на выходе из насоса. UK: У статті обговорюється питання формування наукового напрямку в області проектування шестеренних насосів зовнішнього зачеплення, заснованого на поєднанні багатокритеріальної оптимізації параметрів зубчастої передачі (вузла, котрий качає) та тривимірного чисельного моделювання гідродинамічних процесів. Запропоновано математичну модель з використанням у якості вихідних даних бічного зазору і коефіцієнту висоти ніжки зуба, на основі якої виконується багатокритерійна оптимізація. Стосовно до насоса з робочим об'ємом 32 см 3 і максимальним тиском 16 МПа, наведені результати оптимізації геометричних параметрів зубчастого зачеплення, результати чисельного моделювання руху робочої рідини, зафіксовані і проаналізовані пульсації швидкості на виході з насоса. EN: The formation of scientific trend in the field of external gear pump design based on a combination of multi-criteria optimization of gear pump parameters and three-dimensional numerical modeling of hydrodynamic processes are described. Multi-criteria optimization based on the mathematical model with backlash and addendum coefficients is provided. Results of the gear geometrical parameter optimization, numerical modeling the working fluid motion are presented for a gear pump with working volume of 32 cm3 and maximum pressure of 16 MPa are presented. Velocity fluctuations at the pump outlet are observed and analyzed.