换一批基于能量耗散分析的注射泵泵头流道结构参数研究
Research on structural parameters of injection pump head flow channel based on energy dissipation analysis
摘要目的:研究注射泵的泵头流道结构参数对泵头流道能量耗散的影响,并对泵头流道结构参数进行优化.方法:首先,选择输入腔直径、连接腔直径以及柱塞杆腔直径3个注射泵泵头流道结构参数作为试验因素进行正交试验设计,并通过熵产分析得到不同结构的注射泵泵头流道的总熵产值;其次,应用极差法分析3个结构参数对注射泵泵头流道总熵产值的影响;最后,对注射泵泵头流道进行克里金插值代理模型分析以及计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)数值分析,得出输入腔直径、连接腔直径以及柱塞杆腔直径3个结构参数两两组合对注射泵泵头流道总熵产值的影响,并以能量耗散为目标,优化注射泵泵头流道结构参数.结果:总熵产值最小为2 783 970 mW/K,相比初始结构时的总熵产值(3 966 072 mW/K)降低了29.8%,此时输入腔直径为4.8 mm、连接腔直径为0.32 mm、柱塞杆腔直径为1.0 mm;3个结构参数对总熵产值的影响差异明显,影响最大的是柱塞杆腔直径,其次是输入腔直径,最小的是连接腔直径;考虑能量耗散,使注射泵的泵头流道总熵产值趋于最小,应尽量减小输入腔直径、增大连接腔直径,柱塞杆腔直径宜选择在中等尺寸范围.结论:输入腔直径、连接腔直径以及柱塞杆腔直径3个结构参数对注射泵泵头流道能量耗散影响的灵敏度不同,基于此可以最小能量耗散为目标对泵头流道结构参数进行优化设计.
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关键词
注射泵泵头流道能量耗散分析熵产理论CFD正交试验设计代理模型injection pumppump head flow channelenergy dissipation analysisentropy production theorycomputational fluid dynamicsorthogonal experimental designproxy model
栏目名称
DOI
10.19745/j.1003-8868.2025158
发布时间
2025-09-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
基金项目
甘肃省自然科学基金（22JR5RA008）
甘肃省卫计委计划项目（GSWSHL2021-006）
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