基于HyperWorks的离心风机铆接叶轮仿真模型对比分析

分别用MPC、MPC+beam和MPC+rbe2等3种模型仿真离心风机铆接叶轮,用Hyper Works的Optistruct求解器计算3种模型的模态和离心力产生的应力分布。计算结果表明,不同模型对模态振型无影响,对固有频率有一定影响。模态分析时,铆钉刚度远大于连接件刚度时,推荐用MPC模型,铆钉刚度大于连接件刚度,推荐用MPC+rbe2模型,铆钉刚度与连接件刚度相近,推荐用MPC+beam模型;铆接处及轮毂边缘附近应力较大、较集中,最大应力出现在轮毂边缘的铆接处;定量分析铆接结构强度,推荐用MPC+beam模型,定性分析铆接结构应力分布,推荐用MPC模型。     

离心压气机叶轮真实感图形绘制

本文给出了在配置ＴＶＧＡ图形卡高分辨率彩色显示器的３８６微机的显示器屏幕上绘制离心压气机叶轮真实感图形的方法。图例表明叶轮的真实感图形具有更强的立体感，真实感，对于叶轮设计，选型，加工都有较大的价值。由于本文方法以微机为工具便于推广应用，方法的细节略加变化，可用于其它几何形状复杂的机械产品的效果图绘制和计算机辅助设计。     

离心压气机叶轮叶片加工干涉计算机辅助分析

<正> 1 前言离心压气机叶轮叶片的形状,对叶轮的流场和性能有重要的影响。为了研制高性能的压气机,在给出叶片叶轮形状之后,需进行叶轮三元流场计算。根据流场情况,调整叶片叶轮形状,以优选出流场好、预期性能较佳的叶轮。在叶轮转速高的情况下,还需进行叶片动静强度校核,以保证压气机能持久安全的运行。加工压气机叶轮时常存在干涉(过切)现象。文献[1]曾对此进行过分析探讨,指出用指状或柱状铣刀的侧面加工叶片时,铣刀面同一母线上各点法线方向相同,而非可展曲面的直纹面叶片的直母线上各点法线方向     

离心水泵叶轮流埸计算方法研究

本文对准正交面法进行研讨,给出离心水泵叶片上游延伸流面计算方法,用二次函数求数值导数等措施来消除求解过程中多余的数值波动,有利于得到收敛的数值解。为将三元流场计算方法应用于离心水泵叶轮设计提供了更有利的条件。     

叶片轴向进气的离心叶轮设计及分析

研究了位于叶轮0截面叶片轴向进气的离心叶轮气动设计方法和规律.采用四阶三次Bezier曲线生成叶轮子午流道型线,通过分段多项式函数给定叶片在轮盘和轮盖面上的角动量,并针对叶片轴向进气离心叶轮,提出了叶轮进口相对直径的修正公式,研究了其叶片安装角的分布规律.结果表明:轴向进气叶轮叶片安装角分布规律与径向进气叶轮的叶片安装角不同,其叶片安装角基本按单调方式增加;由叶轮进口相对直径修正公式计算后,在工况范围内的全压多变效率可以提高5%左右.     

叶片根部倒角对离心叶轮气动性能影响

叶轮是决定离心压气机气动性能的关键因素之一,在保持叶轮设计参数不变的条件下,调整叶根倒角的分布,对比分析叶根倒角对压气机性能的影响.利用Numeca软件对跨声速离心压气机进行全三维稳态流动数值模拟方案分为等半径倒角与变半径倒角两种.结果表明:主叶片后半弦长的倒角是决定压气机气动性能的关键性因素,尾缘倒角比前缘更敏感;根...     

离心压气机叶轮设计方法研究进展

对离心压气机设计方法进行了总结。把离心压气机设计方法划分成几何设计方法和气动设计方法，认为几何设计方法正在逐步被气动设计方法所代替；对目前工程实际设计中使用的离心压气机计算机辅助集成设计系统所包括的各子系统及其相互关系进行了总结；对最近二十年内出现的全三维设计方法进行了简要介绍；并且对离心压气机设计中可能出现的新方法进行了展望。     

基于Krain离心压气机叶轮的叶型优化

本文以设计压比为4.7的Krain离心叶轮为研究对象,以设计工况下多变效率为优化目标,对压气机叶型进行优化。采用CFX软件对其进行数值模拟,通过对内部流场分析发现叶轮入口存在较强的激波;基于ANSYS Design Exploration平台,采用Bezier曲线对该离心叶轮的叶片中弧线进行参数化,通过改变Bezier曲线控制点得出一系列设计叶型;对设计叶型进行数值模拟,筛选得出最优结果。优化后,设计工况下,叶轮多变效率提高0.84%,叶轮入口激波强度有所降低;同时也证明了使用ANSYS Design Exploration平台进行离心压气机优化的可行性。     

遗传算法在离心压气机叶轮结构优化中的应用

利用遗传算法对离心压气机叶轮的结构进行优化设计。通过叶轮三无了流动的准正交面法计算得到离心压气机叶轮的增压经,以离心压气机叶轮增压比作为遗传算法优化设计的目标函数进行计算,获得最佳的离心压气机叶轮的结构设计参数,分析计算结果和流动曲线,验证遗传算法在离心压气机叶轮结构优化中的可行性。     

离心压气机叶轮的一种反问题设计方法及分析

在离心叶轮回转面上运用控制载荷方式的方法对叶片型线进行设计,并且与采用Pezier曲线构造法设计的子午面通道相结合,通过几何对应关系对叶片进行三维设计。在已设计的子午面轮廓和叶根为同一卸载式的加载规律前提下,设计了4种组合加载方式的叶轮。运用数值模拟的方法对叶轮模型的性能进行计算和分析,结果表明,设计方法可行,只要给出合适的加载规律和子午通道就可以设计出高性能的叶轮。这种设计方法可以通过调节叶片的不同组合的加载方式来达到灵活控制叶片扭曲状态和做功方式的目的。     

叶轮出口宽度对离心泵内部非定常性能的影响

为了研究多工况下不同叶轮出口宽度对离心泵非定常性能的影响,基于RNG k-ε湍流模型对叶轮出口宽度分别为11、12、13、14和15 mm的离心泵模型分别在0.8Q_d、1.0Q_d、1.2Q_d三种流量工况下进行定常和非定常的数值模拟,得到离心泵的外特性曲线、内部流场以及压力脉动特性,并进行对比分析。结果表明:离心泵的扬程随叶轮出口宽度的增加而增加,存在一个最佳的叶轮出口宽度使其效率最佳且最佳效率点向大流量点偏移;随着叶轮出口宽度的增加,叶轮截面的最大压力值呈先增加后减小再增加的趋势,小流量工况下的湍动能较大区域随叶轮出口宽度的增加由叶轮流道出口向叶轮流道中间发展;各监测点的压力脉动均呈周期性变化,压力系数随流量的增大而增大,在设计和大流量工况下,当叶轮出口宽度为13 mm时压力脉动幅值明显小于其他型式的叶轮,因此适当增大叶轮的出口宽度有利于减小离心泵的压力脉动、提高其性能。     

带前置诱导轮的复合叶轮型离心泵数值分析

以对带前置诱导轮的复合叶轮型两级离心泵的流动为研究对象,分析了设计工况下离心泵内部的定常流动。利用计算后的离心泵性能参数绘制其性能曲线,并与实验得到的性能曲线作对比,证明数值分析在一定程度上的可靠性。基于数值计算准确性的前提下,分别计算短叶片不同偏置位置的流场,对比计算后绘制的性能曲线,说明短叶片向吸力面偏置可以改善离心泵内部的外特性。     

叶轮斜切对导叶式离心泵特性的影响

为改善试验离心泵扬程曲线驼峰,斜切叶轮16.4°,通过试验探索泵扬程、效率、轴功率的变化,同时利用标准SST湍流模型对主要工况Q(Q为额定流量)、0.7Q进行非定常数值模拟,研究叶轮斜切对泵压力脉动和叶轮径向力的影响.试验结果表明,叶轮斜切后各工况扬程均有下降,驼峰区减小;效率有所提高,在0.6Q附近效率增大最多(约2...     

离心泵叶轮内流动的油膜法测试

为了理解离心泵内部复杂的流动机理,揭示其内部的流动规律,以一叶轮形式为半开式的小型离心泵为例,采用表面油膜显示法,对其叶片及叶轮后盖板表面的流动情况进行了可视化试验研究。通过调整试剂成分比例,共设计6个试验方案,对比了不同油膜试剂的显示效果,并根据叶轮表面的流线分布对叶轮表面附近的流动情况进行了分析。试验结果证明了油膜显示法捕捉离心泵表面流动特征的可行性,为进一步理解离心泵内部复杂的流动机理提供依据。     

叶轮结构对多级离心泵性能及噪声的影响

叶轮是多级离心泵中最为关键的过流部件之一,其结构对多级离心泵的外特性能和噪声特性具有重要影响。选取一典型多级离心泵为例,借助试验测量方法研究了3种叶轮结构变化下多级离心泵的性能表现和噪声特性,在M型多级离心泵专用试验台上进行多级离心泵的性能试验,并使用AS824型声级计来测量多级离心泵在不同工况下的综合噪声。结果表明,叶轮出口叶片1/2径切有助于提升多级离心泵的水力性能,但会增强其综合噪声强度;减小叶轮直径可小幅降低噪声强度,但其对噪声的抑制作用并不明显;减小叶片直径可较大幅度降低多级离心泵的综合噪声强度,但会使多级离心泵的性能明显降低,在满足性能要求的情况下可通过减小叶片直径来实现多级离心泵的降噪抑噪。     

高比转数双吸离心泵叶轮切割内部流场数值模拟

为深入分析叶轮切割对高比转数双吸离心泵内部流动状况及性能的影响,采用数值方法对三台高比转数双吸离心泵进行了叶轮切割研究,对每台泵所装叶轮均进行4次切割;预测得到了泵的H-Q、η-Q、P-Q特性曲线与内部流场压力、速度等参数的分布云图及其随叶轮切割的变化情况,根据性能预测结果得到了最优工况下叶轮的切割指数。结果表明,当叶轮逐步切割时,泵的流量、扬程、轴功率均逐步降低;切割量较小时,泵的效率基本不变;随着切割量的增大,泵的效率开始下降,当切割量达到15%时效率下降明显;随着叶轮直径的逐步减小,泵内部压力场及速度场分布不均匀性增加;由数值计算所求得的切割指数与传统切割公式中的切割指数存在不一致性。     

叶片进口边位置对小流量工况下离心泵空化特性的影响

为研究叶片进口位置对小流量工况下离心泵空化性能的影响,应用数值计算方法模拟了比转数为81的离心泵的三种模型,得到不同进口边位置的离心泵空化特性,并分析了叶轮内部流场与空化性能曲线的影响关系。结果表明,在小流量工况下,低比转速离心泵叶片进口边位置越靠前,抗空化性能较好,但严重空化后扬程衰减更快,流道直接被空泡堵塞,流道和叶片表面气泡分布较均匀,且气泡充斥流道速度较快,气泡体积分数各流道差值越小。相比较而言,叶片进口位置越靠后,气泡在流道内部和叶片背面分布不均匀,易出现噪声和振动,但在断裂空化状态,气泡并未完全堵塞流道,扬程下降速度较慢。整体来看,在小流量工况下,叶片进口边位置越靠前,离心泵的抗空化性能较好,并通过试验研究验证了模拟结果的可靠性。研究成果可为小流量工况下低比转速离心泵抗空化性能的优化提供参考。     

叶片数对离心泵瞬态空化特性的影响

为研究叶片数在离心泵设计工况下对瞬态空化特性的影响,基于SST k-ω湍流模型和Zwart空化模型,以3种叶轮叶片数的离心泵为研究对象对其内部空化流动进行三维非定常数值模拟。结果表明:对于3组不同叶片数(Z=4、5、6)的叶轮,随着叶片数逐渐增加,离心泵扬程增加,但效率无明显差异;不同叶片数离心泵的空化特性曲线不同,临界空化点压力以及扬程断裂值不同,3种叶轮方案在无空化时的扬程分别为44.8、41.8和39.2 m,扬程断裂的相对值分别占其扬程的27%、25%、32%,即Z=5的叶轮离心泵扬程下降最少;在叶轮的一个旋转周期内,随着时间的增大,Z=4的空泡体积逐渐增加,Z=5和Z=6的空泡体积逐渐减小;叶片数较少时,叶轮流道内相对轴面漩涡运动剧烈,流体的绝对速度降低,造成泵压头的衰减,加速空化发生。     

船用离心泵汽蚀性能数值模拟与试验研究

采用CFD数值模拟的方法,对船用离心泵在不同汽蚀余量时叶轮内部压力分布和汽液两相的分布规律进行了研究,结果表明,数值模拟结果与试验结果的变化趋势一致,平均绝对误差为0.15 m。流场在隐形汽蚀阶段,汽泡只在叶片进口背面很小的局部区域内产生和破灭,不会对叶轮造成较大汽蚀破坏;在部分漩涡汽蚀阶段,在靠近叶轮出口的叶片背面位置存在低速旋涡区,漩涡区的大小及分布规律与蜗壳横截面有关;在漩涡汽蚀阶段,在低速旋涡区与蜗壳之间的通道内存在空腔,低速漩涡区和空腔的存在会影响到蜗壳内部的流动速度的稳定性,会产生很大的压力脉动进而会对船用离心泵产生较大的噪声和振动。     

叶片数对低比转速离心泵性能影响分析

振动及空化是影响离心泵性能的重要因素。为了进一步优化流道,提高离心泵的性能,在保证离心泵其他参数不变的情况下,设计了3种不同叶片数叶轮。对3种离心泵进行全流道三维非定常湍流数值模拟,分析叶片数对离心泵性能的影响。结果显示:不同叶片数离心泵在两个监测点的压力脉动主频都是相对应的叶片通过频率,次频为叶片通过频率的倍频。叶片数的变化对隔舌处的压力脉动变化影响较大。随着叶片数的增加,离心泵的扬程逐渐增大,离心泵的效率变化比较复杂,当叶片数为5时,离心泵的效率最高。随着进口压力的不断降低,离心泵叶轮所受扭矩发生变化,在临界空化余量附近,泵扭矩发生陡降。