离心叶轮的有限元分析

运用大型通用有限元分析软件ANSYS8.0,对离心叶轮内流场三维紊流进行了分析.获得了叶轮内流场压力分布,确定了叶轮结构分析中液体作用于叶片上的载荷.在此基础上对叶轮结构进行了有限元分析,准确直观地得到了叶轮各处的应力和应变值,为叶轮的强度计算和设计提供了可靠依据.     

大型离心鼓风机叶轮强度分析与结构改进

对某大型离心鼓风机叶轮结构强度在改进前后进行了有限元分析.结果表明:通过优化叶轮叶片在轮盘上的倾斜角度,大幅降低了叶轮内的最大变形量和最大离心应力,满足了叶轮材料刚度和强度要求,使叶轮安全性得到了提高.     

叶轮机械内部流动研究进展

以叶轮机械内部流动研究方法为线索,分别从理论分析、试验测试和数值计算三个方面对国内外叶轮机械内部流动的研究进展和现状进行综述.首先概述叶轮机械内部流动损失的分类、定义和研究现状.然后分别从分离流动理论、涡动力学和叶轮机械流型三个层次介绍叶轮机械内部流动理论的发展;从平面叶栅、环形叶栅、动态试验和试验技术等方面回顾叶轮机械试验研究进展;从控制方程、数值方法、网格生成等方面综述叶轮机械数值计算研究方法、研究内容及成果等,并概括改善叶轮机械气动性能的方法和现状.最后对叶轮机械内部流动研究进行展望.结果表明,叶轮机械内部流动研究取得了巨大进展,有些研究成果已经应用到了设计工作中,但仍需对叶轮机械内部流动进行更深入的研究.     

半开式叶轮线性减小叶顶间隙气动性能分析

采用非结构化网格有限体积法和数值方法分析了线性减小叶顶间隙形式对半开式离心叶轮内部流场和气动性能的影响.首先在设计相对间隙下进行了不同流量工况数值分析,然后在设计流量下,分别针对7种从叶轮进口到叶轮出口间隙线性减小的半开式叶轮和7种从叶轮进口到出口等间隙的半开式叶轮进行了数值模拟.与等间隙形式相比.线性减小叶顶间隙形式对半开式离心叶轮的气动性能、泄漏流量、出口绝对气流角和叶轮出口损失的影响呈现出不同的规律.     

基于UG整体叶轮实体造型研究

整体叶轮是航空航天发动机的重要部件,是影响发动机性能的关键因素,而得到整体叶轮的数字化模型是整体叶轮进行数控加工的必要条件.为此介绍了应用UG软件进行整体叶轮造型的方法和具体过程,提出了在整体叶轮造型中需要遵循的原则,并给出了造型实例.     

离心压缩机三元叶轮形状优化设计

在三维参数化建模的基础上,对某离心三元叶轮进口叶片的前缘进行了形状优化设计,在叶轮质量和变形满足要求的条件下,得到了叶轮进口叶片前缘的最优结构尺寸参数.降低了叶轮最大应力并改善了应力分布状态,为离心压缩机三元叶轮设计提供了重要的依据.     

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.     

小流量离心压缩机级内流动的数值研究

用CFD手段对某小流量离心压缩机级流量系数进行了数值模拟,得出了叶轮内部流动的细节,考察了叶轮内部二次流沿流向的发展.并分析了叶轮内部流场特征的形成原因.结果表明:该压缩机叶轮的二次流沿流道发展是减弱的,并且对叶轮出口通流速度和出口气流角影响很大.     

肥料颗粒混合技术研究

在机械混合机理的研究基础上,分析了叶轮转速和装料率对肥料颗粒混合度的影响,并对螺带式混合器和锚式混合器的混合特点进行了分析.通过研究不同混合叶片的相互作用,提出了螺带-螺杆组合叶轮、锚-螺杆组合叶轮和内-外直叶片组合叶轮的多叶轮设计方案.实践表明,在低转速情况下,多叶轮的混合特性与单一叶片相比有明显的提高,同时,内-外直叶片组合叶轮容易加工,具有较广的的混合适应性,满足了简易混合装置的设计要求,可以在复混肥料的生产中得到有效应用.     

离心泵叶轮砂型铸造工艺的分析和改进

为提高离心泵叶轮铸造的合格率,对叶轮砂型铸造工艺进行了分析,并提出了改进的一般叶轮、小型叶轮、大型叶轮砂型铸造工艺.通过改进的离心泵叶轮砂型铸造工艺,解决了铸造时补缩,无法铺设排气通道,叶片取模时泥芯坍塌等问题.     

高转速大小叶片斜流叶轮数值模拟

用数值模拟方法对高压比大小叶片斜流式叶轮内部全三维有粘流场进行了详细分析,获得该压缩机的特性曲线和主要参数分布。计算结果表明,设计点达到设计要求值,斜流叶轮内部流动正常,满足性能要求,叶轮的小叶片在气流通道后部还有一定的改进余地。     

运用正反问题迭代法进行叶片式气液混输泵叶轮的水力设计

基于正反问题迭代,提出了叶片式气液混输泵叶轮水力设计的方法。叶轮叶片的初始几何形状根据给定的速度矩分布规律进行设计,通过叶轮内CFD三维流场分析结果,改进流道参数和速度矩分布规律以优化叶片几何参数和流场分布。外特性试验结果表明,设计叶轮可在较宽的流量范围及含气量范围下工作,最优工况效率可达44．0％,且能在短时间内输送100％的气体而不发生气堵现象,证明了该设计方法的有效性和可靠性。     

轴流式管道发电机叶轮设计与优化

叶轮是流体机械中进行直接能量转换的核心部件,其结构参数会严重影响轴流式管道发电机能量转化效率及性能。为了使叶轮获得更好的水力性能、空蚀性能、工作稳定性能,采用Wilson法设计轴流式管道发电机叶轮的结构,优化叶轮的结构参数,获得性能优异的叶形结构。通过CFD仿真,结果表明:优化结构参数后的叶片能显著改善叶轮的水力性能、空蚀性能、工作稳定性能。通过实验对仿真进行验证,结果证明了本文设计方法的有效性以及改进后叶轮性能的优越性。对轴流式管道发电机的叶轮结构设计与优化有一定的指导意义。     

透平机械叶轮叶片三维参数化造型及六面体网格生成方法研究

叶轮是向心透平和离心压缩机中的重要部件,其几何形状比较复杂,采用良好的网格进行有限元分析,以获得精确的强度和振动特性,是其安全性的重要保证.针对叶轮结构特点,采用CAGD (computer aided geometric design) 技术实现叶轮的三维实体参数化造型;然后使用同胚原理和BMSweeping(sweeping via background mesh interpolation)等方法建立叶轮六面体网格生成方法.为了保证有限元分析的精确性,建立叶轮上叶片根部倒角、轮盘气道进口处等特殊结构的网格生成方法.100 kW微型燃气轮机的向心叶轮网格划分表明, 使用上述方法生成的网格质量较高,能很好地满足有限元分析要求.     

用组合单元法分析轴流通风机叶轮的耦合振动特性

采用组合单元法分析了轴流通风机叶轮的振动特性。首先，建立轴流通风机叶轮的组合单元动力学模型，再在此基础上计算了叶轮的固有振动频率和振型。据此，指出了采用组合单元法分析叶轮振动是切实可行的好方法。     

Experimental and theoretical analysis of stresses, noise and flow in centrifugal fan impeller

Stress analysis of fan impeller by experimental and finite element method has shown that, the stress pattern in impeller components is highly complex. The stresses in the impeller components can be reduced, by using the stiffening rings on the blades. In this paper, experimental and finite element approaches have been discussed to study the stresses in centrifugal fan impeller. The flow of centrifugal fan has been also determined by using the set-up as per AMCA and NAFM guidelines. The effect of the stiffening rings on the stresses, noise and fluid flow has been also investigated and discussed.     

Three-dimensional flow analysis and improvement of slip factor model for forward-curved blades centrifugal fan

This work developed improved slip factor model and correction method to predict flow through impeller in forward-curved centrifugal fan. Both steady and unsteady three-dimensional CFD analyses were performed to validate the slip factor model and the correction method. The results show that the improved slip factor model presented in this paper could provide more accurate predictions for forward-curved centrifugal impeller than the other slip factor models since the present model takes into account the effect of blade curvature. The correction method is provided to predict mass-averaged absolute circumferential velocity at the exit of impeller by taking account of blockage effects induced by the large-scale backflow near the front plate and flow separation within blade passage. The comparison with CFD results also shows that the improved slip factor model coupled with the present correction method provides accurate predictions for mass-averaged absolute circumferential velocity at the exit of impeller near and above the flow rate of peak total pressure coefficient.     

叶片进口修缘对离心泵汽蚀性能影响的数值计算与试验研究

为了改善离心泵的汽蚀性能,根据经验,确定了两种叶片进口修缘形式。首先通过原型泵的外特性试验,确定了能量性能和汽蚀性能曲线。基于完整空化模型和混合流体两相流模型,对原型泵运行工况下叶轮内空化流动进行全流道数值计算。预测得到原型泵能量性能和汽蚀性能曲线,与试验曲线吻合良好;同时得到汽蚀发生过程中叶轮流道内空化发展的静态特征,与理论相符。故采用相同的数值分析方法对两种叶片进口修缘后的叶轮进行分析,分析表明：进口修缘后泵的汽蚀性能得到了提高,叶片进口工作面修缘形状越接近流线型,泵的汽蚀性能越好。对较好修缘形式的泵进行试验,得到其能量性能曲线和汽蚀性能曲线,数值分析与试验研究的曲线吻合,修缘后泵的临界汽蚀余量得到改善。研究结果对离心泵汽蚀改善的方法具有一定的指导意义。     

风机叶轮强度及模态分析

对于某离心风机叶轮,利用有限元方法计算了叶轮在工作转速下的应力分布,依据应力分布对叶轮进行了改进,并对改进后的叶轮进行了强度校核;通过振动模态分析,得到叶轮的固有频率和振型等主要模态参数。计算结果表明叶轮设计合理,可以满足使用要求。该方法对提高产品可靠性和减少设计周期有重要意义。     

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。