內嚙合齒輪泵的流量計算誤差問題及要求范圍

針對高壓內嚙合齒輪泵的流量計算誤差，當其在低壓工況下(2.88MPa)運行時，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的存在，也可滿足內嚙合齒輪泵的數值計算精度，誤差較低，為3.28%。無嚙合的計算流量曲線與工程誤差界限的交點約為6.4MPa即當工作壓力小于等于6.4MPa時，不考慮嚙合點的數值計算依然能夠滿足工程計算誤差要求。
然而，當內嚙合齒輪泵的工作壓力繼續(xù)升高時，其數值計算的流量與試驗相比誤差越來越大，當內嚙合齒輪泵的工作壓力在8.33MPa時，不施加粘J險壁面條件時，三維CFD數值計算流量的誤差為13.，工作壓力等于16.67MPa時，相對誤差為28.78%，不考慮嚙合點的數值計算己經不能繼續(xù)反映內嚙合齒輪泵的流量情況。因此，在中高壓內嚙合齒輪泵的數值計算中，   考慮兩齒輪之間的嚙合。
然而，如表1所示，當施加粘性壁面條件考慮嚙合點時，嚙合點的粘度大小設置開始影響內嚙合齒輪泵的計算精度。對于內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的存在使流量的數值計算誤差減小，當嚙合點的粘度設置為10倍的介質粘度時，流量的數值計算誤差為7.77%，滿足工程計算要求。同時，當施加粘性壁面模擬嚙合點并將嚙合點處的粘度設置為10倍的介質粘度時，對于工作壓力為10MPa以下的工況，其數值計算的精度均能夠滿足工程計算要求。
如表1所示，當將嚙合點的粘度逐漸升高后，粘度設置為20倍的介質粘度時，內嚙合齒輪泵在工作壓力16.67MPa時，計算流量誤差繼續(xù)減小，達到15.12%。當將嚙合點的粘度繼續(xù)增大為40倍的介質粘度時，內嚙合齒輪泵在工作壓力16.67MPa時，計算流量誤差繼續(xù)減小，達到12.27%己經基本達到工程計算要求。并且，內嚙合齒輪泵在工作壓力25MPa時，計算流量誤差達到21.24%。雖然還不能夠進入到工程誤差的要求范圍以內，但是計算精度己經有了明顯提高。
本文中，為了內嚙合齒輪泵內部流場和動量的連續(xù)性，嚙合點處的粘度設置較小，計算精度己經明顯提高。如果將嚙合點處的粘度繼續(xù)增大，利用粘性壁面的方法就可以   加準確的預測高壓內嚙合齒輪泵的流量。