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航空燃油齿轮泵泵壳扫膛方位的理论预测及实验研究
1
作者
王建森
雷震宇
+3 位作者
司国雷
陈君辉
周焱
李涛涛
《机床与液压》
北大核心
2025年第2期119-124,164,共7页
泵在出厂前通常会采用跑合扫膛工艺来改善燃油齿轮泵的径向密封性,以提高泵的容积效率,但扫膛产生的金属切屑为泵的装机使用带来了安全隐患,为了探索新的可行结构及工艺,需准确预测泵壳内壁扫膛的方位。以某型航空燃油齿轮泵为对象,将...
泵在出厂前通常会采用跑合扫膛工艺来改善燃油齿轮泵的径向密封性,以提高泵的容积效率,但扫膛产生的金属切屑为泵的装机使用带来了安全隐患,为了探索新的可行结构及工艺,需准确预测泵壳内壁扫膛的方位。以某型航空燃油齿轮泵为对象,将每一个齿轮齿槽视为独立可变容腔,以啮合线及密封线为界对啮合区齿槽进行等压区划分,采用集总参数法建立各容腔的压力瞬态方程,进而推导主从动齿轮所受径向力与容腔压力的关系式,计算得到齿槽压力、齿轮所受径向力的大小及方向随齿轮转角的变化规律,并对比理论计算及泵壳扫膛实验检测结果。结果表明:泵壳内壁扫膛的方位与主、从动齿轮所受径向力的方位一致性良好,验证了模型及计算方法的有效性,可为后续泵壳的改进提供理论依据。
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关键词
航空燃油齿轮泵
扫膛方位
集总参数法
径向力
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职称材料
基于改进增强型本征正交分解方法的航空燃油齿轮泵瞬态内流场重构分析
2
作者
任凯旗
符江锋
+1 位作者
刘显为
魏鹏飞
《推进技术》
2025年第9期224-237,共14页
航空发动机燃油齿轮泵瞬态流场细节信息是探究其流动机理和结构优化的重要依据。本文给出了一种能够实现更短时间尺度下燃油齿轮泵内部强非线性瞬态流场的重构策略,通过一种奇异值分解的本征正交分解(SVD-POD)的改进增强型方法,将齿轮...
航空发动机燃油齿轮泵瞬态流场细节信息是探究其流动机理和结构优化的重要依据。本文给出了一种能够实现更短时间尺度下燃油齿轮泵内部强非线性瞬态流场的重构策略,通过一种奇异值分解的本征正交分解(SVD-POD)的改进增强型方法,将齿轮泵内流场非线性问题转化为线性问题以提高重构的准确性,同时通过将机理模型及试验数据进行修正校验以进一步增强POD方法准确度。通过POD分解得到的相关时间函数与正交基,实现燃油齿轮泵进出口区域速度、齿顶间隙的压力场预测。研究结果表明:该方法实现了任意时刻下的速度场分布预测,与CFD数值模拟相比,同等计算精度下重构三种典型工况下的仿真时间分别缩短了71.7%,69.4%和63.2%。采用3阶模态所重构的齿轮泵进出口流场96%的节点误差小于7.6%,77%的节点误差小于1%,具有较高的重构精度。在重构齿顶间隙上100个时刻的压力场线性热图与频谱表明,9,12,15 kr/min工况下,齿顶间隙的压力随着齿轮的旋转呈周期变化,频率分别为1 500,2 000,2 500 Hz,与燃油齿轮泵脉动频率一致。
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关键词
航空燃油齿轮泵
计算流体力学
瞬态流场分析
本征正交分解
内流场重构
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职称材料
基于新型卸荷槽的齿轮泵内部流场及空化特性分析
被引量：
7
3
作者
李镕熙
周龙
+2 位作者
周振华
万方
张国庆
《机电工程》
CAS
北大核心
2022年第8期1017-1023,共7页
通过理论分析和实验难以获得高转速航空燃油齿轮泵的内部流场及空化特性,针对这一问题,对采用了新型卸荷槽结构的航空燃油齿轮泵进行了数值模拟研究。首先,采用了标准kε湍流模型与全空化模型作为齿轮泵数学模型;然后,通过对比分析的方...
通过理论分析和实验难以获得高转速航空燃油齿轮泵的内部流场及空化特性,针对这一问题,对采用了新型卸荷槽结构的航空燃油齿轮泵进行了数值模拟研究。首先,采用了标准kε湍流模型与全空化模型作为齿轮泵数学模型;然后,通过对比分析的方式,分析了新型卸荷槽齿轮泵的性能提升问题;对不同转速下的新型卸荷槽齿轮泵内流场进行了数值求解,得到了其流动及空化特性;最后,搭建了齿轮泵的质量流量试验平台,进行了不同转速下高转速航空燃油齿轮泵流量测试,并对其仿真结果进行了对比验证。研究结果表明:与矩形卸荷槽齿轮泵相比,新型卸荷槽齿轮泵可以减少44.6%的流量脉动,能有效减少流场空化范围,且其流场最大压力、最小压力均出现在齿轮啮合处;流场最高速度可达130 m/s~132 m/s,最大速度存在于齿轮啮合处;随着转速的提高,流场内气体体积分数和空化范围逐渐增大。该成果可以为预防航空燃油泵出现空化现象,提高送油效率,以及齿轮泵的运行维护提供理论依据。
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关键词
航空燃油齿轮泵
空化现象
流量脉动
数值模拟
湍流模型
全空化模型
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职称材料
题名
航空燃油齿轮泵泵壳扫膛方位的理论预测及实验研究
1
作者
王建森
雷震宇
司国雷
陈君辉
周焱
李涛涛
机构
兰州理工大学能源与动力工程学院
四川航天烽火伺服控制技术有限公司
出处
《机床与液压》
北大核心
2025年第2期119-124,164,共7页
基金
成都市科技局重大创新项目(研JSYF-CDKJ-2101)
甘肃省教育厅高校科研创新平台重大培育项目(2024CXPT-09)。
文摘
泵在出厂前通常会采用跑合扫膛工艺来改善燃油齿轮泵的径向密封性,以提高泵的容积效率,但扫膛产生的金属切屑为泵的装机使用带来了安全隐患,为了探索新的可行结构及工艺,需准确预测泵壳内壁扫膛的方位。以某型航空燃油齿轮泵为对象,将每一个齿轮齿槽视为独立可变容腔,以啮合线及密封线为界对啮合区齿槽进行等压区划分,采用集总参数法建立各容腔的压力瞬态方程,进而推导主从动齿轮所受径向力与容腔压力的关系式,计算得到齿槽压力、齿轮所受径向力的大小及方向随齿轮转角的变化规律,并对比理论计算及泵壳扫膛实验检测结果。结果表明:泵壳内壁扫膛的方位与主、从动齿轮所受径向力的方位一致性良好,验证了模型及计算方法的有效性,可为后续泵壳的改进提供理论依据。
关键词
航空燃油齿轮泵
扫膛方位
集总参数法
径向力
Keywords
aviation fuel gear pump
position of sweeping and cutting
lumped parameter method
radial force
分类号
V228 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
基于改进增强型本征正交分解方法的航空燃油齿轮泵瞬态内流场重构分析
2
作者
任凯旗
符江锋
刘显为
魏鹏飞
机构
西北工业大学动力与能源学院
出处
《推进技术》
2025年第9期224-237,共14页
基金
国家科技重大专项(J2019-V-0016-0111)
航空发动机及燃气轮机基础科学中心项目(P2022-B-V-003-001)
国防基础科研项目(JCKY2022607C002)。
文摘
航空发动机燃油齿轮泵瞬态流场细节信息是探究其流动机理和结构优化的重要依据。本文给出了一种能够实现更短时间尺度下燃油齿轮泵内部强非线性瞬态流场的重构策略,通过一种奇异值分解的本征正交分解(SVD-POD)的改进增强型方法,将齿轮泵内流场非线性问题转化为线性问题以提高重构的准确性,同时通过将机理模型及试验数据进行修正校验以进一步增强POD方法准确度。通过POD分解得到的相关时间函数与正交基,实现燃油齿轮泵进出口区域速度、齿顶间隙的压力场预测。研究结果表明:该方法实现了任意时刻下的速度场分布预测,与CFD数值模拟相比,同等计算精度下重构三种典型工况下的仿真时间分别缩短了71.7%,69.4%和63.2%。采用3阶模态所重构的齿轮泵进出口流场96%的节点误差小于7.6%,77%的节点误差小于1%,具有较高的重构精度。在重构齿顶间隙上100个时刻的压力场线性热图与频谱表明,9,12,15 kr/min工况下,齿顶间隙的压力随着齿轮的旋转呈周期变化,频率分别为1 500,2 000,2 500 Hz,与燃油齿轮泵脉动频率一致。
关键词
航空燃油齿轮泵
计算流体力学
瞬态流场分析
本征正交分解
内流场重构
Keywords
Aviation fuel gear pump
Computational Fluid Dynamics(CFD)
Transient flow field anal⁃ysis
Proper orthogonal decomposition(POD)
Internal flow field reconstruction
分类号
V233.2 [航空宇航科学技术]
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职称材料
题名
基于新型卸荷槽的齿轮泵内部流场及空化特性分析
被引量：
7
3
作者
李镕熙
周龙
周振华
万方
张国庆
机构
北京理工大学宇航学院
中国航发贵州红林航空动力控制科技有限公司产品设计所
出处
《机电工程》
CAS
北大核心
2022年第8期1017-1023,共7页
基金
装备预先研究领域基金资助项目(61407200405,61407200113)。
文摘
通过理论分析和实验难以获得高转速航空燃油齿轮泵的内部流场及空化特性,针对这一问题,对采用了新型卸荷槽结构的航空燃油齿轮泵进行了数值模拟研究。首先,采用了标准kε湍流模型与全空化模型作为齿轮泵数学模型;然后,通过对比分析的方式,分析了新型卸荷槽齿轮泵的性能提升问题;对不同转速下的新型卸荷槽齿轮泵内流场进行了数值求解,得到了其流动及空化特性;最后,搭建了齿轮泵的质量流量试验平台,进行了不同转速下高转速航空燃油齿轮泵流量测试,并对其仿真结果进行了对比验证。研究结果表明:与矩形卸荷槽齿轮泵相比,新型卸荷槽齿轮泵可以减少44.6%的流量脉动,能有效减少流场空化范围,且其流场最大压力、最小压力均出现在齿轮啮合处;流场最高速度可达130 m/s~132 m/s,最大速度存在于齿轮啮合处;随着转速的提高,流场内气体体积分数和空化范围逐渐增大。该成果可以为预防航空燃油泵出现空化现象,提高送油效率,以及齿轮泵的运行维护提供理论依据。
关键词
航空燃油齿轮泵
空化现象
流量脉动
数值模拟
湍流模型
全空化模型
Keywords
aviation fuel gear pump
cavitation phenomena
flow pulsation
numerical simulation
turbulence model
full cavitation model
分类号
TH325 [机械工程—机械制造及自动化]
V233.22 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
航空燃油齿轮泵泵壳扫膛方位的理论预测及实验研究
王建森
雷震宇
司国雷
陈君辉
周焱
李涛涛
《机床与液压》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于改进增强型本征正交分解方法的航空燃油齿轮泵瞬态内流场重构分析
任凯旗
符江锋
刘显为
魏鹏飞
《推进技术》
2025
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于新型卸荷槽的齿轮泵内部流场及空化特性分析
李镕熙
周龙
周振华
万方
张国庆
《机电工程》
CAS
北大核心
2022
7
在线阅读
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职称材料
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