車用凸輪式氫氣循環(huán)泵內(nèi)非定常流動(dòng)特性

董亮，張立新，劉厚林，朱建成

(江蘇大學(xué)國(guó)家水泵及系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，江蘇 鎮(zhèn)江 212013)

隨著世界各國(guó)陸續(xù)公布傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的禁售時(shí)間，氫燃料電池汽車成為各大汽車廠商研究的熱點(diǎn)[1-2].質(zhì)子交換膜燃料電池由于能夠在比較適宜的溫度下運(yùn)行，被認(rèn)為是陸上交通動(dòng)力的首要選擇[3-5].質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)主要包含空氣供應(yīng)子系統(tǒng)、氫氣循環(huán)子系統(tǒng)和水熱管理子系統(tǒng)等.其中，氫氣循環(huán)子系統(tǒng)向電堆連續(xù)提供一定壓力和流量的高純度氫氣，保證燃料電池電堆中的電化學(xué)反應(yīng)正常進(jìn)行.同時(shí)，電堆出口的氫氣帶有一部分水汽，通過(guò)循環(huán)進(jìn)入電堆陽(yáng)極進(jìn)口，以保證燃料電池內(nèi)的水平衡.氫氣循環(huán)子系統(tǒng)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性以及電堆內(nèi)部水平衡和膜電極壽命都起到至關(guān)重要的作用[6-8].

質(zhì)子交換膜燃料電池陽(yáng)極氫氣循環(huán)系統(tǒng)主要有2種工作模式：一種是通過(guò)氫氣循環(huán)泵將未反應(yīng)的氫氣循環(huán)回電堆陽(yáng)極進(jìn)口，另一種是通過(guò)引射器引射未反應(yīng)的氫氣進(jìn)入電堆陽(yáng)極進(jìn)口.引射器存在小功率工況下無(wú)法工作、控制困難以及電堆內(nèi)部反應(yīng)不均勻等問(wèn)題，而氫氣循環(huán)泵具有工作范圍廣、控制簡(jiǎn)單、電堆內(nèi)部反應(yīng)均勻等優(yōu)點(diǎn)[9-10].

目前，氫氣循環(huán)泵主要依賴進(jìn)口，國(guó)外主要有日本豐田自動(dòng)織機(jī)研發(fā)的二葉直根型凸輪式氫氣循環(huán)泵和德國(guó)Busch研發(fā)的爪式氫氣循環(huán)泵.隨著燃料電池技術(shù)的日益成熟，各大汽車廠商相繼推出自己的氫燃料電池汽車.搭載氫氣循環(huán)泵的新能源汽車在運(yùn)行中存在水汽沖擊、低溫啟動(dòng)難、噪聲高等問(wèn)題，如何進(jìn)一步提高氫氣循環(huán)泵效率、減振降噪、延長(zhǎng)使用壽命，是其大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)瓶頸.

文中以某一種車用凸輪式氫氣循環(huán)泵為研究對(duì)象，對(duì)高轉(zhuǎn)速工況下泵內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行非定常數(shù)值模擬，分析泵內(nèi)部流場(chǎng)分布規(guī)律和壓力脈動(dòng)特性，探究氫氣循環(huán)泵內(nèi)部不穩(wěn)定流動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)理，為進(jìn)一步研究凸輪式氫氣循環(huán)泵內(nèi)流脈動(dòng)特性提供一定參考.

1 三維建模及網(wǎng)格劃分

1.1 計(jì)算模型

文中研究的凸輪式氫氣循環(huán)泵結(jié)構(gòu)上屬于回轉(zhuǎn)式容積泵，主要由前蓋板、泵體、齒輪、凸輪轉(zhuǎn)子、后蓋板、軸承、主動(dòng)軸及從動(dòng)軸等組成.采用三維造型軟件UG對(duì)其進(jìn)行建模，如圖1所示.

圖1 凸輪式氫氣循環(huán)泵三維模型

凸輪式氫氣循環(huán)泵基本參數(shù)分別為進(jìn)出口直徑d=20 mm，節(jié)圓半徑Rp=30 mm，外圓半徑Rm=44 mm，徑距比1.47，轉(zhuǎn)子間隙δL=0.18 mm，轉(zhuǎn)子與泵腔壁面間隙δr=0.25 mm，軸向間隙δa=0.02 mm，面積利用系數(shù)λ=0.49，額定轉(zhuǎn)速n=8 000 r/min. 根據(jù)燃料電池汽車的研究報(bào)告，車用氫氣循環(huán)泵的升壓比γ應(yīng)為1.2～1.6[11]，文中設(shè)定γ=1.2.

將凸輪式氫氣循環(huán)泵流動(dòng)區(qū)域劃分為3個(gè)部分，分別為吸氣流道、泵腔旋轉(zhuǎn)流道和排氣流道.為了使介質(zhì)均勻進(jìn)入泵腔，減小介質(zhì)紊流對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果的影響，對(duì)進(jìn)出口流道適當(dāng)延長(zhǎng)，延長(zhǎng)距離為3～5倍管徑，文中設(shè)定進(jìn)出口流道延長(zhǎng)距離為3倍管徑.計(jì)算模型如圖2所示，內(nèi)流分析時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)以圖中所在位置0°初始位置為基準(zhǔn).

圖2 計(jì)算模型

1.2 網(wǎng)格劃分及其無(wú)關(guān)性驗(yàn)證

采用ICEM-CFD軟件對(duì)氫氣循環(huán)泵內(nèi)部流道進(jìn)行網(wǎng)格劃分，其中進(jìn)出口流道采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，泵腔區(qū)域采用棱柱網(wǎng)格.

瞬態(tài)數(shù)值模擬中，為保證模擬精度，需要對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行無(wú)關(guān)性驗(yàn)證.繪制4套網(wǎng)格，以排氣流量Q為監(jiān)測(cè)量，分別計(jì)算網(wǎng)格數(shù)N對(duì)模擬精度的影響，如圖3所示.

圖3 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證

由圖3可以看出，網(wǎng)格數(shù)為350萬(wàn)和400萬(wàn)的排氣流量誤差為0.16%，可以認(rèn)為350萬(wàn)的網(wǎng)格數(shù)已經(jīng)滿足模擬精度要求，同時(shí)考慮計(jì)算時(shí)間和計(jì)算機(jī)配置，最終選取模擬網(wǎng)格數(shù)為350萬(wàn).

2 數(shù)值計(jì)算

2.1 邊界條件設(shè)置

工作介質(zhì)設(shè)置為氫氣，采用Realizablek-ε湍流模型.固體壁面設(shè)置為無(wú)滑移壁面，靠近泵腔壁面處的流動(dòng)采用標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)處理.氫氣循環(huán)泵進(jìn)口設(shè)置為壓力進(jìn)口，p=110 kPa，進(jìn)氣溫度設(shè)為280 K.氫氣循環(huán)泵出口設(shè)置為壓力出口，p=132 kPa，排氣溫度設(shè)為300 K.湍流強(qiáng)度為5%，水力直徑為0.02 m.進(jìn)出口流道與泵腔連接面采用“interface”類型進(jìn)行交界面網(wǎng)格連接，其余壁面均設(shè)置為“wall”.通過(guò)UDF宏DEFINE_CG_MOTION定義凸輪轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，凸輪外表面設(shè)置為剛體“rigid body”，泵腔上下表面設(shè)置為變形區(qū)域“deforming”，采用彈簧近似光滑模型和局部重構(gòu)模型對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行調(diào)整.求解器算法采用PISO的壓力-速度耦合算法進(jìn)行求解，時(shí)間步長(zhǎng)設(shè)置為2.0×10-6s.PISO算法是壓力的隱式算子分割算法，是處理非穩(wěn)態(tài)可壓流動(dòng)問(wèn)題的壓力-速度計(jì)算程序，對(duì)于瞬態(tài)問(wèn)題具有明顯優(yōu)勢(shì)[12-13].

2.2 計(jì)算流體力學(xué)控制方程

為了使數(shù)值模擬的結(jié)果貼近工程實(shí)際運(yùn)行工況，需對(duì)計(jì)算流場(chǎng)建立合理的數(shù)學(xué)模型.車用凸輪式氫氣循環(huán)泵內(nèi)流場(chǎng)工作介質(zhì)為可壓縮的氣態(tài)氫氣，因此計(jì)算流體力學(xué)控制方程包括質(zhì)量守恒方程、動(dòng)量守恒方程、能量守恒方程和氣體狀態(tài)方程[14]，其形式分別為

(1)

(2)

(3)

(4)

上述式中：ρ為流體密度；t為時(shí)間；v為速度矢量；f為質(zhì)量力；p為流體壓力；μ為動(dòng)力黏度；T為流體溫度；k為流體的傳熱系數(shù)；Cp為等壓比熱容；ST為黏性耗散項(xiàng)；R為摩爾氣體常數(shù)；M為氣體摩爾質(zhì)量.

Realizablek-ε模型是一種高雷諾數(shù)湍流模型，由于模型中引入了與旋轉(zhuǎn)和曲率有關(guān)的系數(shù)Cμ，使得它在求解旋轉(zhuǎn)流動(dòng)、流動(dòng)分離以及復(fù)雜的二次流都有更加精確的結(jié)果[15].Realizablek-ε模型的湍流輸運(yùn)方程可表示為

(5)

(6)

(7)

上述式中：vt為渦黏性系數(shù)；k為湍動(dòng)能；ε為湍流耗散率；σk為湍動(dòng)能k的湍流普朗特?cái)?shù)；σε為耗散率ε的湍流普朗特?cái)?shù).

3 數(shù)值模擬結(jié)果及分析

3.1 內(nèi)流場(chǎng)分析

圖4為凸輪式氫氣循環(huán)泵在1個(gè)周期內(nèi)不同轉(zhuǎn)動(dòng)角度下內(nèi)部流場(chǎng)壓力等值線分布，可以看出：凸輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)18°時(shí)，進(jìn)氣腔容積逐漸增大，排氣腔容積逐漸減小，排氣腔內(nèi)氣體被壓縮，壓力逐漸升高；凸輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)54°時(shí)，基元容積與排氣腔連通，排氣腔內(nèi)高壓氣體通過(guò)縫隙回流到基元容積，導(dǎo)致基元容積內(nèi)氣體壓力突然升高；凸輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，基元容積內(nèi)的氣體被推移到排氣腔，凸輪轉(zhuǎn)子與下側(cè)壁面形成新的基元容積；凸輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)108°時(shí)，排氣腔內(nèi)氣體繼續(xù)被壓縮；凸輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)144°時(shí)，下側(cè)基元容積與排氣口連通，新的基元容積內(nèi)的氣體也被輸送到排氣口.綜上分析，上下2個(gè)凸輪轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)180°，氫氣循環(huán)泵吸氣、排氣各1次.

圖4 不同轉(zhuǎn)動(dòng)角度下的靜壓分布

圖5為凸輪式氫氣循環(huán)泵在1個(gè)周期內(nèi)不同轉(zhuǎn)動(dòng)角度下流道速度分布，可以看出：凸輪轉(zhuǎn)子嚙合區(qū)域及凸輪轉(zhuǎn)子與泵腔壁面間隙處均出現(xiàn)較大氣體流速，這主要是由轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過(guò)程中擠壓氣體形成高速區(qū)所致；凸輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)18°時(shí)，進(jìn)氣腔容積逐漸增大，在進(jìn)口處形成低壓區(qū)產(chǎn)生旋渦；隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)角度增大，進(jìn)氣口處的旋渦逐漸變大并隨著轉(zhuǎn)子順時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)；凸輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)108°時(shí)，排氣流道內(nèi)高壓氣體回流，與出流氣體混合形成沖擊旋渦；凸輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)144°時(shí)，隨著下側(cè)基元容積與排氣腔連通，排氣腔氣體壓力升高，回流氣體和出流氣體混合形成較小的旋渦，同時(shí)，進(jìn)氣腔內(nèi)出現(xiàn)新的旋渦；凸輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)180°時(shí)，隨著排氣腔內(nèi)氣體被進(jìn)一步壓縮，出流氣體占據(jù)排氣流道，且進(jìn)氣口旋渦逐漸變大.

圖5 不同轉(zhuǎn)動(dòng)角度下的速度分布

圖6為凸輪式氫氣循環(huán)泵在1個(gè)周期內(nèi)不同轉(zhuǎn)動(dòng)角度下流道內(nèi)溫度分布云，可以看出：凸輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)18°時(shí)，進(jìn)氣流道內(nèi)轉(zhuǎn)子和機(jī)殼間隙處以及轉(zhuǎn)子嚙合處氣體溫度出現(xiàn)了小幅度升高，這是由于基元容積與排氣腔連通時(shí)，排氣腔內(nèi)高壓氣體通過(guò)間隙回流出現(xiàn)了溫度擴(kuò)散現(xiàn)象；隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)角度增大，排氣腔內(nèi)氣體逐漸被壓縮，排氣腔內(nèi)氣體溫度開始升高，并開始向排氣口擴(kuò)散.

圖6 不同轉(zhuǎn)動(dòng)角度下的溫度分布

通過(guò)對(duì)流道內(nèi)壓力場(chǎng)和速度場(chǎng)分布的分析，從宏觀上了解了氫氣循環(huán)泵的內(nèi)部流態(tài)，但是不能得到凸輪轉(zhuǎn)子和氫氣之間的能量交換關(guān)系.文中采用渦動(dòng)力分析方法[16]，通過(guò)分析不同轉(zhuǎn)動(dòng)角度下排氣流道內(nèi)渦量分布，得到氫氣循環(huán)泵出口回流的演變情況.

圖7為凸輪式氫氣循環(huán)泵在1個(gè)周期內(nèi)不同轉(zhuǎn)動(dòng)角度下流道內(nèi)渦量分布，可以看出：凸輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)18°～90°時(shí)，進(jìn)氣腔內(nèi)主要是正的z向渦量，并隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)角度的增大而增大，而排氣流道內(nèi)主要是負(fù)的z向渦量，并隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)角度的增大而減小，這主要是由于基元容積與排氣腔連通，排氣腔內(nèi)高壓氣體通過(guò)間隙回流，所以隨著轉(zhuǎn)子角度增大，排氣腔氣體被壓縮，回流現(xiàn)象減弱，因此負(fù)的z向渦量減??；凸輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)108°～180°時(shí)，隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)角度增大，進(jìn)氣腔內(nèi)負(fù)的z向渦量增大，排氣腔內(nèi)正的z向渦量增大并占據(jù)排氣流道，這主要是由于進(jìn)氣腔容積增大在進(jìn)氣口形成低壓區(qū)，產(chǎn)生旋渦，但隨著排氣腔內(nèi)氣體被進(jìn)一步壓縮，排氣流道內(nèi)主要是出流氣體，回流現(xiàn)象消失，這與前述速度分布的分析結(jié)果相一致.

圖7 不同轉(zhuǎn)動(dòng)角度下的渦量分布

3.2 流量脈動(dòng)特性分析

凸輪式氫氣循環(huán)泵在運(yùn)行中，進(jìn)氣腔和排氣腔容積發(fā)生周期性變化，導(dǎo)致流量也出現(xiàn)周期性脈動(dòng).為了分析泵的流量脈動(dòng)特性，在泵出口設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)觀察泵出口流量的變化情況，并將數(shù)值模擬流量和理論分析流量進(jìn)行對(duì)比，以得到泵流量隨凸輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)角度變化的脈動(dòng)特性.

假設(shè)不考慮壓縮和泄漏等因素的影響，氫氣循環(huán)泵在單位時(shí)間內(nèi)輸送的氣體容積稱為理論流量.理論流量是泵運(yùn)行1個(gè)周期內(nèi)的流量平均值[17]，即

(8)

式中：Qth為理論流量；D為葉輪外徑；L為葉輪長(zhǎng)度；n為泵轉(zhuǎn)速；λ為葉輪面積利用系數(shù).

根據(jù)式(8)進(jìn)行計(jì)算，得到本次分析的氫氣循環(huán)泵理論流量為101.09 m3/h.

氫氣循環(huán)泵葉輪之間以及葉輪與殼體間均存在間隙，在排氣過(guò)程中，排氣壓力高于進(jìn)氣壓力，部分氣體通過(guò)間隙回流到進(jìn)氣腔體，稱為內(nèi)泄漏.氣體通過(guò)軸端間隙的泄漏稱為外泄漏，一般氣體的外泄漏量較小，可以忽略不計(jì).

根據(jù)亞臨界內(nèi)泄漏流量的經(jīng)驗(yàn)公式[18]，計(jì)算沿葉輪長(zhǎng)度方向的泄漏量為

(9)

式中：δ為葉輪間的間隙或葉輪與殼體間的間隙；Δp為壓升；ρs為進(jìn)口氣體密度.

式(9)代入葉輪間的間隙δL值進(jìn)行計(jì)算，得到葉輪間的泄漏量QbL=14.67 m3/h；代入葉輪與殼體間的間隙δr值進(jìn)行計(jì)算，得到葉輪與殼體間的泄漏量Qbr=20.38 m3/h.

高效解法：（xe2x- lnx-1）/x=（e2x+lnx- lnx-1）/x≥［（2x+lnx+1）-lnx-1］/ x=2，當(dāng)且僅當(dāng)2x+lnx=0時(shí)取等號(hào)，∴a≤2。

沿葉輪端面間隙的泄漏量為

(10)

式中：τ為系數(shù)，τ≈1/50；b為葉輪端面的平均寬度，b≈0.5π(1-λ)D/Z.代入式(10)進(jìn)行計(jì)算，得到葉輪端面間隙的泄漏量Qb=0.67 m3/h.

綜上，氫氣循環(huán)泵實(shí)際流量為

QB=Qth-QbL-Qbr-Qb，

(11)

分別代入各數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，得到氫氣循環(huán)泵理論分析排氣流量為65.37 m3/h.

圖8為凸輪式氫氣循環(huán)泵在1個(gè)周期內(nèi)進(jìn)氣和排氣流量曲線，可以看出：氫氣循環(huán)泵運(yùn)轉(zhuǎn)1個(gè)周期，流量產(chǎn)生4次脈動(dòng)，即流量函數(shù)具有π/Z的脈動(dòng)周期；由排氣流量脈動(dòng)曲線可知，在1個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)共出現(xiàn)4次流量脈動(dòng)，并且流量脈動(dòng)均出現(xiàn)了4個(gè)峰值，這主要是由于在1個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)排氣口共出現(xiàn)4次回流，回流氣體與排氣混合導(dǎo)致出現(xiàn)多個(gè)峰值.數(shù)值模擬得到的排氣流量平均值和理論分析結(jié)果誤差為4.7%，表明基于動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)的數(shù)值模擬能較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)凸輪式氫氣循環(huán)泵內(nèi)流脈動(dòng)特性.

圖8 流量脈動(dòng)曲線

3.3 壓力脈動(dòng)特性分析

凸輪式氫氣循環(huán)泵主軸轉(zhuǎn)頻為133 Hz，旋轉(zhuǎn)基頻為267 Hz.為了分析氫氣循環(huán)泵旋轉(zhuǎn)流道內(nèi)周向流體的壓力脈動(dòng)，在旋轉(zhuǎn)流道周向設(shè)置壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置如圖9所示.

圖9 壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布

3.3.1 壓力脈動(dòng)時(shí)域特性

選取氫氣循環(huán)泵穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)2個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)的壓力脈動(dòng)時(shí)域數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果如圖10所示，可以看出，旋轉(zhuǎn)流道內(nèi)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)處壓力均呈現(xiàn)周期性變化規(guī)律，在1個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，共出現(xiàn)2次壓力脈動(dòng)，并且每次壓力脈動(dòng)均出現(xiàn)多個(gè)峰值.這主要是由于在1個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，凸輪轉(zhuǎn)子掃過(guò)2次旋轉(zhuǎn)流道殼體，二者動(dòng)靜干涉引起的壓力脈動(dòng)，同時(shí)由于回流影響，每次流量脈動(dòng)產(chǎn)生4個(gè)峰值，而流量脈動(dòng)作用于介質(zhì)產(chǎn)生壓力脈動(dòng)，導(dǎo)致壓力脈動(dòng)也呈現(xiàn)多峰值特征.

圖10 旋轉(zhuǎn)流道各監(jiān)測(cè)點(diǎn)壓力脈動(dòng)時(shí)域特性

3.3.2 壓力脈動(dòng)頻域特性

為了分析氫氣循環(huán)泵凸輪轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)流道殼體間由于動(dòng)靜干涉引起的壓力脈動(dòng)頻率分布規(guī)律，應(yīng)用FFT技術(shù)將各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的壓力脈動(dòng)時(shí)域信息轉(zhuǎn)化為頻域信息.圖11為凸輪式氫氣循環(huán)泵穩(wěn)定運(yùn)行1個(gè)周期內(nèi)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)處壓力脈動(dòng)的頻域分布，可以看出，旋轉(zhuǎn)流道周向各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的壓力脈動(dòng)主頻為267 Hz，與氫氣循環(huán)泵轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)基頻一致，這進(jìn)一步表明壓力脈動(dòng)主要是由凸輪轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)流道殼體間動(dòng)靜干涉引起的.

圖11 旋轉(zhuǎn)流道各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的壓力脈動(dòng)頻域特性

4 結(jié) 論

1) 基于ANSYS Fluent軟件的動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)，采用Realizablek-ε湍流模型和PISO壓力-速度耦合算法，對(duì)氫氣循環(huán)泵全流道進(jìn)行非定?？蓧嚎s數(shù)值模擬，數(shù)值模擬獲得的排氣流量平均值和理論分析結(jié)果誤差為4.7%，可以較準(zhǔn)確地反映泵內(nèi)部氣體流量脈動(dòng)規(guī)律.

2) 分析排氣流道內(nèi)渦量分布規(guī)律，表明排氣流道內(nèi)出口回流和負(fù)的z向渦量分布區(qū)域相重合，隨著出流氣體占據(jù)排氣流道，負(fù)的z向渦量消失，流態(tài)變得平穩(wěn).

3) 凸輪式氫氣循環(huán)泵旋轉(zhuǎn)流道周向壓力脈動(dòng)主頻為267 Hz，與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)基頻一致，表明壓力脈動(dòng)主要是由凸輪轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)流道殼體間動(dòng)靜干涉引起的.