1. 研究目的与意义（文献综述）

水环真空泵（简称水环泵）是一种粗真空泵，它所能获得的极限真空为2000~4000pa，与真空泵组成机组真空度可达1~600pa。水环泵最初用作自吸水泵，而后逐渐用于石油、化工、机械、矿山、轻工、医药及食品等许多工业部门。在工业生产的许多工艺过程中，由于真空应用技术的飞跃发展，水环泵在粗真空获得方面一直被人们所重视。水环真空泵内装有带固定叶片的偏心转子，是将水（液体）抛向定子壁，水（液体）形成与定子同心的液环，液环与转子叶片一起构成可变容积的一种旋转变容积真空泵。水环真空泵独特的工作原理, 使其具有突出的优点, 可以抽除易燃、易爆及腐蚀性气体, 还可以抽除含水、含尘的气体, 所以在低真空和低排气压力的范围内应用仍然非常广泛^[1]。

很难准确地指出水环真空泵是什么时候发明的，因为它有很多名字和形式。但是在英国，最早的利用再生工作原理概念的可能是imray的螺旋泵^[2]，它由一个在圆柱壳内旋转的桨形轮组成，具有固定的叶片，类似于平行流动的涡轮，在工作流体进入叶轮之前，它会对工作流体产生螺旋流模式。水环泵的确切工作原理引起了许多研究人员的兴趣。这些年国外的专业人员已经使用各种理论模型、实验测试研究和最近的计算建模技术对其进行了研究。

卡尔森和阿吉迪斯^[3]对水环泵工作原理的研究进行了更详细的回顾。当叶轮按指示的方向顺时针旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心力的作用，水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的上部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的下部内表面刚好与叶片顶端接触。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的上部0°为起点，那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大，且与端面上的吸气口相通，此时气体被吸入，当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝；当叶轮继续旋转时，小腔由大变小，使气体被压缩；当小腔与排气口相通时，气体便被排出泵外。

2. 研究的基本内容与方案

研究内容

水环泵作为船舶辅机设备中重要的流体输送机械,在现代船舶液压系统中大量的使用.本文主要内容是通过流体动力学cfd理论，利用 pumplinx/fluent 软件，研究水环泵在额定工况下进行数值计算，详细介绍叶轮和泵壳内流体的 cfturbo/catia 建模过程，揭示实际工作中水环泵的内流状态，分析研究进口压力，出口压力等参数对水环性能的影响。

研究目标

3. 研究计划与安排

1. 查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需技术方案及措施。确定方案，完成英文翻译和开题报告； （第1周—第3周）

2. 查找并阅读文献，总结归纳国内水环泵的发展现状及应用，详细分析其结构及工作原理，并搜集水环真空泵的相关参数； （第4周—第5周）

3. 学习建模软件，并进行水环泵的模拟建模工作： （第6周—第7周）

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   4. 参考文献（12篇以上）

   [1]黄苗苗, 李国君, 匡晓峰. 水环真空泵内部气液两相流动的数值分析[j]. 船舶力学, 2011, 15(7):722-729.

   [2]imray j. the helical pump. in: proc imeche, cardiff; 1874, vol. 25, no. 1, p. 281–96.

   [3]karlsen n, aggidis g. review and state of the art of regenerate liquid ring

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