Verbesserung der Druckumsteuerung von Außenzahnradpumpen mit Hilfe der numerischen Strömungsberechnung (CFD)

使用数值流量计算 (CFD) 改进外啮合齿轮泵的压力控制

• 批准号: 56358749
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Siegfried Helduser
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Fluidtechnik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2006-12-31 至 2010-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/56358749?language=en
• 关键词: Verbesserung; der; Druckumsteuerung; von; Au

Außenzahnradpumpen zählen aufgrund ihres vergleichsweise einfachen Aufbaus zu den weitest verbreiteten Verdrängereinheiten in der Fluidtechnik. Den zahlreichen Vorteilen dieser Pumpenbauart steht aber der Nachteil einer hohen Geräuschabstrahlung gegenüber. Um das Pulsationsverhalten von Außenzahnradpumpen zu verbessern, wurden den theoretischen Überlegungen von Molly /33/ folgend, Zahnradpumpen mit Zweiflankendichtung entwickelt. Diese heute fertigungstechnisch beherrschbare Bauart weist aber immer noch im Vergleich zu anderen Verdrängerprinzipien, wie beispielsweise Innenzahnrad- oder Flügelzellenpumpen, eine unerwünscht hohe Geräuschemissionen auf. Vor allem beim Umsteuervorgang von der Hoch- zur Saugdruckseite treten hohe Druckabbaugradienten auf, die maßgebend für die Geräuschemission von Außenzahnradpumpen sind. Eine weitere Ursache für erhöhte Geräuschabstrahlung stellt das Auftreten von Kavitation im Saug- und Umsteuerbereich dar.Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung einer neuen Methodik, um auf Basis der numerischen Strömungsberechnung (CFD) die komplexen instationären Strömungszustände in Außenzahnradpumpen unter Berücksichtigung von Kavitation zu berechnen und daraus ableitend das Umsteuer- und Füllungsverhaltens zu verbessern, so dass die Geräuschemission von Zahnradpumpen sinkt. Dies schließt die weitere Reduzierung der Saug- und Hochdruckpulsation ein. Eine der wichtigsten Primärmaßnahmen der Geräuschminderung ist die Verzögerung des Druckabbaus; dies vermeidet die hohen Anregungsfrequenzen. Hierzu wird der Einsatz eines Ölvolumens als Umsteuerkapazität favorisiert. Die Verringerung der Druckänderungsgeschwindigkeit wird zu Geräuschminderungen führen, wie bei Untersuchungen an der Forschungsstelle bei anderen Pumpenbauarten bereits gezeigt werden konnte. An zwei typischen Außenzahnradpumpen sollen die erarbeiteten Maßnahmen beispielhaft umgesetzt und überprüft werden. Die Arbeit soll zu wissenschaftlich begründeten, allgemein gültigen Auslegungshinweisen für die Umsteuergeometrie von Zahnradpumpen führen.

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