基于ANSYS的离心泵叶轮数值分析及优化

发布时间：2018-11-22 14:03

【摘要】：随着泵类产品的广泛使用,离心泵在运行过程中的可靠性和效率已逐步成为国内外各大泵企注重的重要指标。离心泵叶轮是影响离心泵效率的关键因素,叶轮设计对于提高离心泵的效率,稳定性和抗汽蚀能力起着至关重要的作用。论文是以PWF型排污式离心泵为研究对象,以SolidWorks、ANSYS、MATLAB为研究平台,结合已知数据对离心泵的过流部件进行参数设计,并构建叶轮和蜗壳的仿真模型;将叶轮和蜗壳耦合进行数值分析,通过仿真数据表明,该离心泵叶轮的结构设计不合理,导致离心泵在运行时的能量损失较大,效率较低。继而,以离心泵的能量损失为目标,以叶轮的进口直径、进口安放角、进口宽度、出口直径、出口安放角、出口宽度六个参数为约束条件进行全局优化,通过优化结果表明,离心泵的能量损失减少了 3%,效率提高4.6%。优化后离心泵的叶轮得到了较大的改善,符合离心泵设计的基本要求,同时对于泵企业在新产品的开发过程中缩短产品开发周期,减少经济成本等方面都有着极其重要的意义。
[Abstract]:With the wide use of pump products, the reliability and efficiency of centrifugal pump in the operation process has gradually become an important index that the major pump enterprises at home and abroad pay attention to. The impeller of centrifugal pump is a key factor affecting the efficiency of centrifugal pump. Impeller design plays an important role in improving the efficiency, stability and cavitation resistance of centrifugal pump. This paper takes PWF type sewage centrifugal pump as the research object, taking SolidWorks,ANSYS,MATLAB as the research platform, combining the known data to carry on the parameter design to the centrifugal pump's overflowing part, and constructs the simulation model of impeller and volute. The coupling of impeller and volute is analyzed numerically. The simulation data show that the impeller structure of the centrifugal pump is not reasonable, which results in the large energy loss and low efficiency of the centrifugal pump in operation. Then, taking the energy loss of centrifugal pump as the target, taking the inlet diameter, inlet placement angle, inlet width, outlet diameter, outlet placement angle and outlet width of impeller as the constraint conditions, the optimization results show that, The energy loss of the centrifugal pump is reduced by 3 and the efficiency is increased by 4.6. After optimization, the impeller of centrifugal pump has been greatly improved, which accords with the basic requirements of centrifugal pump design. At the same time, it is of great significance for pump enterprises to shorten product development cycle and reduce economic cost in the process of new product development.
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH311

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本文编号：2349579