刘春波，孙智，胡加辉，张旭东

(1.河南工业大学机电工程学院，河南郑州 450000；2.郑州机械研究所有限公司高速事业部，河南郑州 450001)

0 前言

高黏度流体指的是动力黏度大于0.12 Pa·s的流体。高黏度流体在输送过程中流动性较差，流体质点的相对运动引起的内摩擦力较大，从而引起宏观压力场、温度场变化复杂[1]。近年来，随着工业自动化进程的加快，生产领域中需要输送高黏度流体场合逐渐增多，已广泛涉及到石油化工、食品、医药等行业。齿轮泵具有结构简单、自吸性好、可靠性高、价格低等优点，是较为理想的高黏流体输送设备，在石油化工行业应用广泛[2]。

目前市场上出售的高黏度齿轮泵可输送介质的动力黏度约为0.02～300 Pa·s，介质黏度越高，泵在使用过程中出现的问题越多，主要包括噪声较大、泄漏严重、寿命较短等。要解决这些问题，需要对高黏度齿轮泵进行深入研究。

国内外高黏度齿轮泵的研究方向主要包括2个：一个是针对困油、噪声、泄漏、脉动等的结构优化方向[3-5]；另一个是高压化、可变量方向[6-7]。结构优化方向的主要措施包括齿面啮合型面的研究[8]、流量特性及困油特性的研究等[9]。高压化、可变量方向则主要集中在复合泵方向。近年来，随着计算机技术的发展，运用CFD的方法对高黏度齿轮泵内部流场进行仿真分析，进而指导泵优化设计的研究逐渐增多[10-11]。

齿轮泵结构虽然简单，但注入输送介质后，其内部介质输送过程及状态难以监测，成为研究的空白区。而提高泵的工作性能，优化泵体结构的主要依据就是泵内部压力场状态，尤其是解决齿轮泵存在的困液、寿命、泄漏问题，必须充分掌握其内部压力场的变化过程[12]。……