凸轮转子泵作为回转式容积泵常用于介质的输送,该种泵可输送高粘甚至是含固体颗粒物的介质,输送过程中不会对介质造成污染,因此被广泛应用于食品医药、石油化工、农业和污水处理等领域。随着国家经济的发展和技术的不断进步,市场对泵性能的要求也不断的提高。然而容积效率和流量脉动是凸轮转子泵需要得到提高和改善的两个重要方面。容积效率不高会增加能源消耗,使得生产成本提高。流量脉动会造成系统的压力脉动,引起机械振动和噪声。除此以外,转子泵的流量脉动还会直接影响到所生产产品的质量。目前国内外转子泵产品的性能有一定差距,国内对凸轮转子泵的开发多采用仿制或类比的方法,对其理论研究较少。为了进一步改善凸轮转子泵的性能、节约能耗、降低生产成本、扩大其适用范围,本文以三叶圆弧转子泵为研究对象,运用理论分析和数值模拟相结合的方法,对泵的容积效率和流量特性进行了研究探索。本文主要内容如下:(1)对三叶圆弧转子型线的构成及其必须满足的条件进行分析。根据共轭曲线的特点推导了转子的型线方程。对转子型线的重要参数(径距比、面积利用系数)进行分析,并推导二者之间的关系。(2)从理论流量和泄漏角度出发,以粘性流动纳维-斯托克斯方程为基础,分析圆弧转子泵间隙泄漏速度和泄漏流量。推导圆弧转子泵容积效率表达式,确定圆弧转子泵容积效率的影响因素。(3)运用容积变化法推导三叶圆弧转子泵瞬时流量公式,在此基础上分析流量脉动频率、流量不均匀系数、最大瞬时流量和最小瞬时流量。(4)运用UG和ICEM建立转子泵流道的几何模型和网格模型,运用ANSYS Fluent结合动网格技术对泵内部流场进行瞬态数值模拟,得到内部流场信息以及泵的容积效率和流量不均匀系数受各因素影响的变化规律。