基于CFX软件设计离心压缩机三元叶轮

以某试验压缩机叶轮为模型,采用CFX软件设计三元叶轮,介绍了如何设计叶轮以及怎样通过调节叶轮的几何参数值改进叶轮,进而获得数值模拟中的高效率叶轮。     

多轴离心风机叶轮逆向设计

某PTA机组多轴离心膨胀机转子的叶轮与主轴为端面齿联结结构,本文以对叶轮端面齿所采集的数据为主要的研究对象,以UG NX6.0等软件为工具对叶轮端面齿进行数据处理,为整个叶轮的逆向设计提供了有力支撑。     

叶片开缝对离心压缩机叶轮内部流场影响的数值研究

通过数值实验,以某个NASA半开式叶轮数据为例,对半开式无间隙叶轮、半开式有间隙叶轮、闭式叶轮和闭式开缝叶轮进行了详细的流场分析和对比,并与该半开式叶轮的实验结果进行分析比较,结果符合良好,证明计算结果可靠。     

大型离心通风机叶轮的三维应力计算

利用三维有限元方法,对大型风机叶轮进行了强度的计算和分析,针对复杂形状叶片－机翼型叶片的特点,对具有复杂叶片叶轮模型建立的方法进行了探讨,并对分析了整个叶轮的应力分布,在强度方面为叶轮的设计提供理论依据,以达到改进实际叶轮结构的目的。     

高速离心叶轮叶片开缝的数值研究

提出在离心叶轮吸力面尾部开缝抽吸的方法,在叶片吸力面尾部对低速流体区域进行抽吸,以减弱由叶轮内二次流所导致的射流—尾迹结构。以Krain高速离心叶轮为例,建立抽吸模型,并进行了数值计算。数值仿真结果表明,在压气机流量范围内,叶轮尾部开缝抽吸可以减少叶片表面的分离区域,改善叶轮内部流场的流动状况,有效地提高离心叶轮性能。     

精确构建叶轮直纹叶型面的Cimatron E软件的二次开发研究

以构建叶轮直纹叶型面为例,分析了CimatronE通用软件专用于叶轮加工的功能缺失,阐述了如何利用VB开发工具和API技术对该软件进行二次开发,弥补该软件加工叶轮的缺陷与不足.对于叶轮制造企业有较好的借鉴和推广使用价值.     

涡轮增压压气机叶轮的气动优化设计

以某型涡轮增压压气机为研究对象,采用逆向工程技术中的三维扫描的方法反求压气机叶轮,建立叶轮的几何模型,在此基础上,对叶轮几何型线进行参数化拟合,进而以效率和压比为优化目标,利用人工神经网络和遗传算法对叶轮进行气动优化设计。结果表明:优化后,叶轮的气动性能得到很大提高,在优化点叶轮的效率比原模型提高了2.01%,压比比原模型提高了0.12,综合稳定裕度也提高了。     

叶轮进口参数对泵性能影响的研究

研究了叶轮进口直径与相对速度和汽蚀余量之间的关系，并分别以降低叶轮进口相对速度和降低泵汽蚀余量为目标，推导了叶轮最佳进口直径的计算公式，给出了兼顾效率和汽蚀的水泵叶轮进口直径选取原则，为叶轮最佳进口直径的选取提供了理论依据，为基于多参数对水泵性能整体影响的优化设计提供了更加可靠的约束条件。     

叶轮逆向设计及如何提高数控加工效率

以UGNX为工作平台,简单介绍了叶轮的逆向设计过程。分析了叶轮加工的难点,并且从加工刀具、工装及加工方法入手简要阐述了提高叶轮加工效率的思路。     

裂解气压缩机T4叶轮的可靠性灵敏度

以百万吨装置用压缩机T 4叶轮作为研究对象,基于有限元软件建立了叶轮的参数化有限元三维模型。选择几个关键几何尺寸作为随机变量,结合人工神经网络技术、随机摄动技术、矩阵微分理论和可靠性理论,以叶轮所受的最大应力不超过材料屈服强度为准则,建立了裂解气压缩机T 4叶轮的可靠性分析模型,并进行了可靠性灵敏度分析。在对各个参数进行无量纲化后,得到各参数对可靠度的灵敏度排序,为工程实际中叶轮的设计提供了理论依据。     

中低比转速离心泵叶轮多目标优化设计

中低比转速离心泵效率普遍不高，主要因素是泵的损失过大，在减小泵的损失时，容易使汽蚀余量增大，扬程曲线产生驼峰，为提高泵效率，减少汽蚀余量，消除扬程曲线驼峰，本文论述了以中低比转速泵的能量损失最小，汽蚀余量最小及消除扬程曲线驼峰为多目标函数，以叶轮主要参数为设计变量的泵叶轮优化设计方法，通过优化，获得了满足一定扬程和流量的最优参数组合。     

MULTIOBJECT OPTIMIZATION OF A CENTRIFUGAL IMPELLER USING EVOLUTIONARY ALGORITHMS

Application of the multiobjective evolutionary algorithms to the aerodynamic optimization design of a centrifugal impeller is presented. The aerodynamic performance of a centrifugal impeller is evaluated by using the three-dimensional Navier-Stokes solutions. The typical centrifugal impeller is redesigned for maximization of the pressure rise and blade load and minimization of the rotational total pressure loss at the given flow conditions. The Bezier curves are used to parameterize the three-dimensional impeller blade shape. The present method obtains many reasonable Pareto optimal designs that outperform the original centrifugal impeller. Detailed observation of the certain Pareto optimal design demonstrates the feasibility of the present multiobjective optimization method tool for turbomachinery design.     

氯气压缩机的高效设计方法及数值模拟结果分析

针对某企业年产7万吨的氯气压缩机,进行了基于叶轮表面速度最优分布的三元离心叶轮、扩压器、蜗壳设计及CFD叶轮内部流动分析,得出了设计方法可靠等3点结论。     

叶片进口边位置对双吸离心泵性能的影响分析

针对一种国内生产的双吸泵,利用CFD软件对其内部流场进行数值模拟,依据一元理论对叶轮的水力设计进行检查。在不改变原叶轮设计的基础上分别将叶片进口边三次后移构造出三种叶型A1、A2、A3。数值计算结果表明:在任意工况下叶轮A2的效率比A1、A3的效率都高,且在最优工况下叶轮A2的最高效率比原叶轮的效率高5.8%,高效区也明显变宽。研究表明,在推荐值1～1.3以外时,叶片间有效进出口面积的比值并非越小,泵的性能越好;叶片进口边的位置对泵的性能有很大的影响,适当改变进口边位置可以有效地改善叶轮进口的流动状态。     

PREDICTION OF PUMP CHARACTERISTICS ACCORDING TO GEOMETRICAL PARAMETERS OF IMPELLER AND VOLUTE CASING

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基于Fluent的油井井下发电机叶轮的仿真设计

叶轮是叶片式机械中直接进行能量转换的部件,是叶片式流体机械的心脏,合理的叶片形状对叶轮的水力性能、空蚀性能、工作稳定性能及适应井下工作状况的能力有着直接的影响.根据石油井下特殊情况,引入了发电叶轮的设计模型,生成3种不同叶形的叶轮,并利用Fluent软件对3种叶轮进行对比分析,获得水力性能最优的叶轮.     

叶轮进口宽度对液力透平性能的影响

针对叶轮进口宽度对液力透平性能影响规律的认识不足问题,建设了一开式液力透平实验台,对一单级液力透平进行了实验研究,得到了该比转速液力透平的外特性曲线。采用结构化网格技术对液力透平进行了全流场数值计算与分析,数值与实验相结合,验证了数值计算的准确性。对不同进口宽度透平叶轮的数值计算结果分析表明,随着透平叶轮进口宽度的增加最高效率点向大流量偏移,大流量时的效率逐渐增加;对于一定几何参数组合的液力透平,存在最佳叶轮进口宽度使液力透平最优工况点效率最高;透平的流量扬程曲线随叶轮进口宽度的增加变得更加平坦;透平的轴功率变化相对较小。     

永磁磁浮叶轮在心脏泵内的偏心距及振幅测量

研制成一种永磁磁浮心脏泵,无需转子位置测量和控制反馈装置,报道了其转子的偏心距及振幅的测量,从而探明转子究竟是否已经悬浮,和影响转子磁浮性能的各种因素及其影响情况。试验结果表明转子转速和输出流量越高,对转子悬浮越有利;转子与定子之间的气隙和输送介质的粘度对转子的悬浮性能也有影响,且气隙越小、粘度越大对转子的悬浮越有利。     

离心压缩机末级最佳D_4/D_2值的数值研究

考虑到离心压缩机末级各通流元件之间的相互影响,将末级叶轮、无叶扩压器和排气蜗壳组合一起对扩压器出口直径与叶轮直径的比值D4/D2进行研究,通过对不同D4/D2条件下的整级模型进行数值模拟,研究扩压器流道长短对整级性能的影响,对离心压缩机末级流场及D4/D2值变化与离心压缩机整级性能的变化关系进行了详细的对比分析.研究结果表明,D4/D2值的变化对末级整级性能有较大的影响,并存在一个使级效率为最大值的最佳D4/D2值,D4/D2过大或过小都将使整级效率下降.     

Optimal design of impeller for centrifugal compressor under the influence of one-way fluid-structure interaction

In this study, a method for optimal design of impeller for centrifugal compressor under the influence of Fluid-structure interaction (FSI) and Response surface method (RSM) was studied. Numerical simulation was conducted using ANSYS Multi-physics with various configurations of impeller geometry. Each of the design parameters was divided into 3 levels. Total 45 design points were planned by Central composite design (CCD) method, which is one of the Design of experiment (DOE) techniques. Response surfaces generated based on the DOE results were used to find the optimal shape of impeller for high aerodynamic performance. The whole process of optimization was conducted using ANSYS Design xplorer (DX). Through the optimization, structural safety and aerodynamic performance of centrifugal compressor were improved.