高比转数混流泵叶轮水力设计CAD系统的研究

随着电子计算机的广泛应用,计算机辅助设计(CAD)技术在国内外均得到了长足发展。采用先进的CAD技术,不仅保证了产品的设计质量,而且大大缩短了设计周期,提高了设计能力,实现了设计方案的最优化。目前CAD技术在各个领域都得到了广泛的应用,在泵的制造业中亦得到了充分的认可。我国的水泵CAD技术虽然也取得了一定的发展,但由于起步较晚,总的应用水平还比较低,特别是对高比转数混流泵的研究还不够深入。本文结合目前混流泵研究的优秀成果,利用Visual Basic程序语言以AutoCAD为图形支撑平台进行二次开发,在Windows环境下研发了一套适用于高比转数可调节混流泵叶轮水力设计的CAD系统,基本实现了混流泵的计算机辅助设计。系统设计采用了面向对象的设计思想,采用直观、简洁的标准人机对话界面,便于用户使用,大大提高了水力设计的效率。综合混流泵一元理论的设计经验,绘制叶轮轴面投影图,通过调整叶轮轴面形状参数(前盖板圆弧、后盖板圆弧、进出口边等);在绘制流线时,基于Ω3 =0的二元理论,采用流线迭代法求解叶轮的轴面流动,用样条函数拟合流线,以流线变化光顺为目标,调整流线形状参数(叶片进出口角、进出口边、Vu r的分布等);采用逐点积分法进行叶片绘形;在轴面上进行叶片加厚并在平面投影图上进行叶片头尾修圆;最终生成了叶片表面各离散点三维坐标。通过CFD建模计算,预测水泵性能,验证程序的可靠性。讨论了轮毂比大小、速度矩分布、叶片进出口边位置等设计参数对设计结果的影响,为今后进一步完善和优化混流泵设计奠定了一定的基础。

混流泵; 水力设计; CAD; 二次开发;

汤方平;

TH313

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