基于CFturbo和SolidWorks的螺旋离心泵设计方法研究

发布时间：2022-01-05 13:40

　　螺旋离心泵是一种防堵塞性能优秀、高效区宽广以及功率曲线平坦的单叶片杂质泵,主要应用于食品输送、污水处理和制浆造纸领域。但目前该泵设计方法尚不成熟,较为依赖设计者的设计经验,同时传统的螺旋离心泵水力模型设计方法和绘制过程较为陈旧,这也造成该种泵设计效率普遍不高,设计成本较大。因此本文通过研究现有螺旋离心泵的设计方法,对现有经验公式进行修改,并使用CFturbo和SolidWorks相结合的方法对螺旋离心泵水力模型进行开发。该方法能够明显简化设计流程,且设计出的泵水力性能较好,数值计算显示,该方法设计的比转速为145、包角为600°的螺旋离心泵优化后设计工况点的水力效率达到73.83%,最佳工况点的水力效率达到75.95%。 

【文章来源】：流体机械. 2020,48(07)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

叶轮轴面投影

进入CFturbo Pump模块,输入叶轮的结构参数后对叶轮轴面结构进行设计。轮缘和轮毂皆使用Bézier曲线绘制,通过控制节点位置及其曲率的方法对轮廓进行调节,确保过流断面过渡顺畅。通过研究发现适当减小叶片进口边倾角可以一定程度上抑制螺旋离心泵叶轮进口的预旋[10],提高能量转化效率,但倾角过小会影响影响叶轮的通过性,并影响叶轮内部流动,因此本文将进口边倾角设置为60°。轴面结构如图2所示。设计完叶轮轴面结构后,进入流面设计模块对叶片曲面进行设计,叶片流线的曲线如图3所示。由于本文未对叶轮中间流面进行划分,叶片骨线为直线,只调节轮毂和轮缘两侧流线的控制曲线节点曲率,这里的控制曲线依旧为Bézier曲线,控制曲线如图4所示。

设计完叶轮轴面结构后,进入流面设计模块对叶片曲面进行设计,叶片流线的曲线如图3所示。由于本文未对叶轮中间流面进行划分,叶片骨线为直线,只调节轮毂和轮缘两侧流线的控制曲线节点曲率,这里的控制曲线依旧为Bézier曲线,控制曲线如图4所示。图4 安放角控制曲线

【参考文献】：
期刊论文
[1]离心泵叶轮斜切对出口回流及驼峰特性的影响[J]. 曹睿,袁寿其,司乔瑞,崔强磊,盛国臣.  排灌机械工程学报. 2018(12)
[2]潜水离心泵叶轮叶片数及导叶叶片数的匹配[J]. 葛明亚,崔宝玲,方晨.  排灌机械工程学报. 2018(12)
[3]基于CFturbo的离心泵扭曲叶轮设计方法的研究[J]. 张素香,王承禄,孙铁,张丹.  流体机械. 2016(05)
[4]单叶片螺旋离心泵内部流场数值计算及油膜试验研究[J]. 张华,陈斌,施卫东,王炳祺,王震.  排灌机械工程学报. 2016(05)
[5]螺旋离心泵研究现状及前景[J]. 徐宇平,袁寿其,张金凤,周建佳,余志顺.  流体机械. 2012(04)
[6]螺旋离心泵叶轮结构参数的定义与确定[J]. 陈红勋,朱荣生.  农业工程学报. 1997(03)
[7]螺旋离心泵的原理与设计方法[J]. 何希杰,劳学苏.  水泵技术. 1997(02)
[8]螺旋离心泵叶轮主要几何参数的确定[J]. 朱荣生,关醒凡,黄道见.  流体机械. 1996(12)

博士论文
[1]单叶片螺旋离心式潜水排污泵的优化设计及试验研究[D]. 张华.江苏大学 2014

硕士论文
[1]螺旋离心泵内固液两相流场的CFD数值模拟[D]. 王秋红.兰州理工大学 2005



本文编号：3570450