[发明专利]基于功率匹配的电动燃油组合泵效率优化方法

权利要求书

1.一种基于功率匹配的电动燃油组合泵效率优化方法，其特征在于，所述的电动燃油组合泵是由同轴传动的离心泵和齿轮泵组成，所述离心泵为齿轮泵前增压级，即所述离心泵的燃油出口压力以所述齿轮泵的进口压力进入齿轮泵级，该组合泵的效率优化方法包括以下步骤：

步骤一、在所述齿轮泵进口压力确定的条件下，根据齿轮泵齿轮齿根处不发生空化的最大转速的计算公式变换得到所述齿轮泵初步最小进口压力p_{gi_min}的计算公式为：

其中，r_a、r_f为齿轮泵齿轮的齿顶圆半径和齿根圆半径；p_b为航空燃油的饱和蒸汽压，n为齿轮泵转速；

步骤二、采用流体力学计算软件，设置齿轮泵进口压力为所述的齿轮泵初步最小进口压力p_{gi_min}，对所述齿轮泵在转速n、温度T和出口压力p_go工况下的内流场进行仿真模拟，对所述齿轮泵初步最小进口压力p_{gi_min}进行修正，进而获得所述齿轮泵最优进口压力p_gim；

步骤三、根据离心泵的出口压力与齿轮泵的进口压力相等原则，并为了保证所述离心泵具有足够的增压能力，则在所述离心泵最优出口压力p_com与所述齿轮泵最优进口压力p_gim之间设置安全系数，如下式所示：

p_com＝Sp_gim

其中，S为安全系数，取1.01～1.05；即计算得到所述工况对应的离心泵最优出口压力p_com，避免离心泵设计时出口压力过高造成功率浪费，从而实现了组合泵效率的提高。

2.如权利要求1所述的基于功率匹配的电动燃油组合泵效率优化方法，其特征在于，还包括将所述工况对应的离心泵最优出口压力p_com作为一个设计指标，设计所述离心泵叶轮和蜗壳的步骤。

3.如权利要求1所述的基于功率匹配的电动燃油组合泵效率优化方法，其特征在于，步骤一中所述在齿轮泵进口压力确定的条件下，所述齿轮泵齿轮齿根处不发生空化的最大转速的数学表达式为：

其中，n_max、ω_max为齿轮泵最大转速和最大角速度；r_a、r_f为齿轮泵齿轮的齿顶圆半径和齿根圆半径；p_b为航空燃油的饱和蒸汽压。

4.如权利要求1-3任一所述的基于功率匹配的电动燃油组合泵效率优化方法，其特征在于，所述的步骤二具体为：

(21)设置所述齿轮泵所述转速n、温度T和出口压力p_go工况的参数值，同时设置齿轮泵进口压力p_gi为所述的齿轮泵初步最小进口压力p_{gi_min}；并采用流体力学计算软件，依据所述的工况参数对所述齿轮泵进行所述工况下的内流场仿真模拟；

(22)在齿轮泵的仿真模拟内流场内，依次判断所述齿轮泵齿轮齿根处是否发生空化以及齿轮泵的容积效率是否未达到80％～90％，至少有一个判断条件为是，则令齿轮泵进口压力p_gi加0.1p_gi并重新进行步骤(21)；否则，则认为此时齿轮泵进口压力p_gi满足条件，令此时齿轮泵进口压力p_gi即为齿轮泵最优进口压力p_gim。

5.如权利要求4所述的基于功率匹配的电动燃油组合泵效率优化方法，其特征在于，所述的流体力学计算软件为CFD软件，且CFD软件具体为FLUENT或CFX或PumpLinx。