电磁泵单向阀方案优化方案的验证结果

      这里以最佳方案的微型电磁泵单向阀加工制造,并装配好电磁泵,并进行微型电磁泵的流量特性试验,以电磁泵的单周期净输出流量为评价标准,试验在如图8所示电磁泵的流量特性测试平台上进行。通过在上位机上调节电磁泵控制系统,使电磁泵在50Hz频率下正常工作,当其流量稳定的情况下,读取泵稳态流量,并对每组电磁泵测试10组实验数据,取平均值并通过换算关系得到单侧泵腔单周期的流量并与仿真计算得到的出口净输出流量相对比。

电磁泵流量测试平台

从图9进口与出口液体质量流量图可以得到最佳方案单向阀的电磁泵净输出流量仿真值为1.691g,与原始电磁泵方案(进口浮片阀质量0.36g、行程0.8mm,出口浮片阀质量0.45g、0.5mm)流量的仿真值1.27g相比,同比增加33.1%。

实验多次测量的平均值为1.56g,误差为7.75%,从电磁泵原理样机的净输出流量与仿真模型的流量相对比,可以验证该仿真模型的准确性。误差较大的原因为,本次实验设计的电磁泵原理样机在密封方面存在一定问题,存在泄漏的情况,在后面的样机优化中,会进一步的密封优化设计。

 

本文通过Gambit建立电磁泵CFD瞬态仿真模型,导入到Fluent中进行仿真计算。这里研究了电磁泵工作过程中单向阀的运动规律与不同时刻泵腔的流场分布情况。并应用正交试验设计的方法在瞬态仿真模型的基础上得到单向阀的优化方案。通过实验验证,数值模拟结果与实验结果吻合良好,确定了数值仿真准确性。所得结论如下:

1)针对一种进出口单向阀采用浮片阀结构的电磁泵,建立了瞬态流体动力学仿真模型,对单向阀动态特性进行了计算与分析,为进一步的工程应用打下了基础。

2)正交试验的结果表明,确定合适的进、出口浮片阀行程、质量等参数,使进口流通截面积与出口流通截面积合理匹配,是提高电磁泵流量特性的有效措施。

3)采用正交设计得出的浮片阀优化方案,相比原理样机中的初始单向阀方案,电磁泵的净输出流量同比增长为33.1%。

4)此次研究为电磁泵的流量特性方面的研究提供了理论基础与实验依据。

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