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离心泵参数化设计和分析

发布时间:2019-06-04 17:20
【摘要】:如何缩短离心泵产品的开发周期,降低成本,提高离心泵的效率,是我们面临的一个迫切需要解决的问题。在水力设计中合理地确定叶轮的基本尺寸是前提,绘制良好的轴面投影图是基础,设计流程的参数化是关键技术,CFD软件的流场分析是重要保障。因此,针对实际设计的需求,进行离心泵CAD系统开发和离心泵CFD数值模拟具有重大的理论意义和实用价值。 论文主要的研究内容和特色如下: (1)基于速度系数法进行叶轮水力设计的基本理论,针对参数化设计的需要,用VB程序实现了离心泵的水力设计计算。 (2)离心泵CAD系统的难点在于轴面投影图的设计,传统的轴面投影绘制属于经验的范畴,需要不断修改,很难形成数学模型,因而难以程序化。针对参数化设计的需要,建立了流道中线的数学模型,用贝塞尔曲线进行拟合,推导出前后盖板的方程,从而实现了轴面流道的参数化绘型。 (3)针对离心泵CAD系统的核心部件叶轮进行三维造型时,按照SOLIDWORKS特征建模的方法,读取水力设计结果的数据,采用尺寸驱动的参数化建模方式,最终得到叶轮的参数化模型。 (4)针对CFD流场分析的需要,建立了包括叶轮蜗壳和进水管的整机流场,用FLUENT软件来模拟离心泵内部流场,得到离心泵内部的压力和速度分布的规律,用数值模拟的结果来验证设计的合理性,并用于指导设计。 通过离心泵参数化设计和CFD数值模拟方法,大大缩短了离心泵产品的设计周期,减小了开发成本,为更合理的设计和改进提供了参考。
[Abstract]:How to shorten the development cycle of centrifugal pump products, reduce the cost and improve the efficiency of centrifugal pump is an urgent problem to be solved. In hydraulic design, it is the premise to reasonably determine the basic size of impeller, draw a good axial projection diagram is the basis, the parametrization of design flow is the key technology, and the flow field analysis of CFD software is an important guarantee. Therefore, according to the actual design requirements, it is of great theoretical significance and practical value to develop centrifugal pump CAD system and numerical simulation of centrifugal pump CFD. The main research contents and characteristics of this paper are as follows: (1) the basic theory of impeller hydraulic design based on velocity coefficient method, aiming at the needs of parametric design, the hydraulic design calculation of centrifugal pump is realized by VB program. (2) the difficulty of centrifugal pump CAD system lies in the design of axial projection diagram. The traditional axial projection drawing belongs to the category of experience and needs to be constantly modified, so it is difficult to form a mathematical model, so it is difficult to program. In order to meet the needs of parametric design, the mathematical model of the middle line of the runner is established, and the equation of the front and rear cover plate is derived by fitting the Bessel curve, so as to realize the parametric drawing of the axial flow channel. (3) when 3D modeling of impeller is carried out for the core component of centrifugal pump CAD system, according to the method of SOLIDWORKS feature modeling, the data of hydraulic design results are read, and the parametric modeling method of dimension drive is adopted, and finally the parametric model of impeller is obtained. (4) in order to meet the needs of CFD flow field analysis, including impeller? The flow field of volute and inlet pipe is simulated by FLUENT software, and the law of pressure and velocity distribution in centrifugal pump is obtained. The rationality of the design is verified by the results of numerical simulation, and it is used to guide the design. Through the parametric design of centrifugal pump and CFD numerical simulation method, the design cycle of centrifugal pump product is greatly shortened, the development cost is reduced, and the reference is provided for more reasonable design and improvement.
【学位授予单位】:西华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH311

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本文编号:2492871

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