Transient flow field characteristics of scraper pump based on viscosity wall strategy

针对传统容积泵的局限性，包括结构复杂、密封不足和容积效率降低，本研究提出了一种创新的刮板泵设计。该设计利用转子上刮板和下刮板的同步运动，促进两侧型腔体积的调节，从而实现高效的流体输送。考虑到刮板泵独特的结构和工作机理，其计算模型需要涉及最小间隙和动态网格技术，这增加了仿真的复杂性。此外，在高压运行条件下，刮板机需要与转子表面保持紧密接触，从而进一步加剧了与数值计算相关的挑战。针对上述问题，本研究利用流体动力学软件FLUENT，采用2.5D动态网格技术结合粘壁策略，建立了刮板泵的三维计算模型。通过严格的实验验证和详细的误差分析，精心确定了模拟刮刀与转子接触的最佳粘度参数。此外，本研究还深入研究了刮板泵在一系列操作条件下的水力性能，采用粘度壁策略作为基础分析工具。研究结果表明，本研究设计的CFD数值计算方法和理论分析工具能够精确预测刮板泵的水力性能。这项研究为流体排量泵的动态表征和结构优化提供了关键的见解，从而促进了刮板泵潜在故障的预测，并为流体动力学的发展做出了重大贡献。