逆向工程的双吸离心泵三维建模及数值模拟

为了提升双吸离心泵的性能,研究其内部流动规律,采用rngk-ε方程湍流模型和标准simple算法对某一扭曲叶片双吸离心泵全流道进行了cfd分析,并与实验值进行比较。结果表明,该方法能够较为准确地预测出双吸离心泵叶轮与蜗壳间及内部的流动特性,所得结果对进行双吸离心泵的水力设计或改型优化设计等研究具有重要的指导意义。

采用激光扫描技术建立宁东供水工程双吸离心泵三维实体模型,并采用cfd技术,模拟泵内水流流动规律,确定水泵宜磨蚀部位,并利用经验公式预估其磨蚀深度,为泵站有针对性地开展抗磨蚀工作奠定了基础。

在双吸离心泵的设计中,半螺旋形吸入室应用极为广泛。该文运用流场计算软件fluent,基于reynolds时均方程和rngk-ε湍流模型,对双吸离心泵半螺旋形吸入室的流场进行了三维模拟。模拟结果显示流场速度变化较为均匀,表明这种半螺旋形吸入室作为双吸离心泵的吸入室是合适的。

选取工业中常用的df型多级离心泵作为研究对象,数值计算使用了fluent软件及其rngk-ε湍流模型和多重参考坐标系,实现了节段式多级离心泵任意一整级(包括叶轮导叶在内)的全三维流场的数值模拟。模拟结果显示在叶轮出口与导叶入口衔接处,叶轮出流因受到导叶叶片头部的阻挡干扰,导致局部流体逆叶轮旋转方向运动。液流的静压值在正导叶出口附近达到泵级内最大值,进入反导叶后因沿程出现的水力损失静压值略有降低。计算结果得到了泵外特性实测值的验证。

使用fluent软件模拟计算具有长短叶片叶轮的离心泵的全三维流场。选用多重参考坐标系及标准k-ε湍流模型,计算对包括导入管、叶轮、泵壳及出水管在内的整个离心泵系统。计算结果表明,在大部分长短叶片的通道内,射流区偏向于叶片背面,尾迹区则位于叶片工作面出口附近。泵叶轮各通道的流量、流速及压力等流动参数的分布表现出明显的非对称性,流动参数的大小与叶轮、泵壳的相对位置密切相关。将泵性能的预测值与实测值作了对比,以验证计算结果的准确性。

本文使用fluent软件选用多重参考坐标系及标准κ-ε湍流模型,模拟计算具有长短叶片叶轮的离心泵的全三维流场,计算包括吸入管、叶轮、泵壳及出水管在内的整个离心泵系统。计算结果显示,在叶轮的大部分长短叶片的通道内,射流区偏向于叶片背面,尾迹区则位于叶片工作面出口附近。泵叶轮各通道的流量、流速及压力等流动参数的分布表现出明显的非对称性,流动参数的数值大小与叶轮、泵壳的相对位置密切相关。本文还将泵性能的预测值与实测值作了对比以验证计算结果。

以北赵引黄工程谢村站用多级双吸式离心泵为研究对象,基于雷诺时均n-s方程,采用sstk-ω湍流模型,压力速度耦合使用simplec计算,对泵内部流动进行了三维定常全流场湍流数值模拟,得到不同工况下该泵内部流动的速度矢量图等流场信息.在对其内部流动规律进行了定性分析的基础上,预测了泵的性能,并与现场测试结果进行了对比分析.分析结果表明:首级叶轮首级压水室以及次级叶轮次级压水室内流动较均匀；由于过渡流道的结构特点以及流动惯性,流体在首级压水室进入过渡流道时,在流道突然扩大区域形成了旋涡,旋涡区域大小与流量有关；预测扬程值与现场测试扬程吻合较好,预测扬程最大误差为2.7％,而预测的流量-水力效率曲线与现场测试流量-机组效率曲线变化趋势一致.水泵内部流动的数值模拟可为工程中泵设计阶段的性能预测和结构优化提供依据.

以双吸离心泵为研究对象,在fluent软件中采用标准k-ε模型、rngk-ε模型、realizablek-ε模型和雷诺应力模型4种湍流模型在相同网格条件下进行三维、稳态数值模拟,计算其在不同工况下的扬程及水力效率;然后以rngk-ε模型计算结果作为初值,用大涡模拟方法进行三维、非稳态数值模拟,计算叶轮旋转一周的平均扬程及平均水力效率,与真机数据进行对比分析。计算结果表明:fluent软件在稳态计算的情况下,所采用4种模型均能够对双吸离心泵进行稳态数值模拟,且模拟的精度有差别,但总体与模型试验结果误差较大。使用稳态计算结果作为初值,用大涡模拟方法进行非稳态数值模拟可以得到更为精确的结果,但大大增加了计算工作量。

采用simple算法、kε-ap模型和混合四面体非结构网格在笛卡尔坐标系中对离心式污水泵内部流场进行了数值模拟,得出了污水泵内固体颗粒的流动规律以及固体颗粒的分布特征,为离心式污水泵的优化设计提供理论参考。

应用cfd软件对某型双吸离心泵的内部流场进行了数值计算,给出了不同工况下叶轮出口与蜗壳耦合面静压沿周向、轴向的分布规律.通过对比试验曲线与数值计算外特性曲线,发现两者比较吻合,相对误差小于5%,且数值计算叶轮出口周向压力分布曲线与试验曲线趋势一致.采用径向力出口压力法计算模型,计算了各工况下离心泵叶轮所受的径向力及其分量.结果表明:应用数值计算结果而建立的离心泵径向力计算模型具有一定的准确性.小流量工况时,径向力随流量的增加而减少;设计流量工况附近时,径向力达到最小值且不为0;大流量工况时,径向力随流量的增加而增加.

利用nurbs方法对离心泵叶片进行建模,建立了离心泵叶片的空间样条曲线,并应用类流线方法对叶片进行优化,使叶片在保持原有形状的基础上更为光滑。结果表明,利用该方法建立的模型,可以真实完整地反映叶片的形状,优化后的叶片表面的褶皱和凹凸消失,为叶片的性能分析、数控加工等工作提供了方便。

利用三维扫描系统对某空调钣金件进行数据采集,并对采集数据通过点云预处理、特征曲线生成和曲面重构等关键逆向工程技术,最终获得产品的cad模型。对该重构模型的冲压过程利用dynaform软件进行数值模拟,根据模拟分析结果修改工艺参数,以得到合理的工艺设计方案,为模具设计提供依据。

为了比较定常多相位与非定常计算方法在双吸离心泵中的应用情况,文章对150s-50双吸离心泵内部湍流流场进行了模拟计算。数值模拟采用realizableκ-ε湍流模型,在7种工况下分别用定常多相位和非定常2种方法进行了模拟计算。在数值模拟的基础上计算出扬程、轴功率、效率。研究表明:用非定常模拟所得计算结果与试验值更为接近。图4表3参10

基于逆向工程,通过光学扫描仪获得离心泵叶轮的分散点云,采用imageware软件对点云进行了处理,基于catia软件对叶轮进行了三维实体设计,并对叶轮的内部进行了数值模拟。与传统的叶轮设计方法相比,该方法保证了叶轮实体造型的高精度性。通过数值模拟,揭示了叶轮的内部流动规律,大大缩短了研发周期,降低了离心泵的生产成本。

介绍了利用ugnx7.5软件进行离心泵三维实体造型的过程。在对叶轮和蜗壳两个关键部件进行造型的过程中,运用宏命令的方式,引入参数化的设计方法,简化了造型的操作过程,节省了设计时间。

通过使用fluent软件模拟计算单级涡壳式离心泵的二维流动,采用标准的湍流模型,计算分析了离心泵内的速度矢量图、压力等直线图。结果表明离心泵叶轮内各通道的流量、流速及压力分布有显著差别,呈现明显的非对称性。利用数值模拟方法能真实反映泵内部的复杂流动,为泵内叶轮的设计、改进提供了理论依据。

运用cfx流动软件的滑移网格和标准的k-ε湍流模型对工业中常用的dl型多级冲压离心泵整级进行了全三维瞬态流场的数值模拟,分析泵内叶轮与导叶间的动静干扰问题。滑移网格分别设置在多级离心泵叶轮出口、固定导叶入口与泵内流体之间的交互界面,对每个时间步求解流动方程。在任一个叶轮旋转周期内,分析叶轮入口和出口的总压值出现脉动信号频率与叶轮叶片数的关系。分析了叶轮入口和出口处总压波动的幅度。该三维非稳态模拟结果为多级冲压离心泵的水力优化设计提供了依据。

本文提出一种基于逆向工程技术的复杂曲面产品快速制造技术,主要通过3d激光扫瞄测量设备获取曲面数据,根据曲面特征对测量数据进行除噪、压缩、规则化处理,利用曲面型值点直接作成nc刀路。该方法有效避免了繁杂的曲面重构过程,提高了复杂曲面产品制造的效率。

利用cfd软件fluent对多级导叶式清水离心泵的内部流场进行了数值模拟,得出了叶轮及导叶内部流道的速度和压力分布规律,并发现了叶轮进口回流,出口的二次流动特征等叶轮内部流动的细节,导叶出口区产生了一个低压区等流动特征。然后根据自编计算软件利用计算得到的速度场数据计算出泵的扬程、功率、效率和流量之间的关系曲线,并与试验数据进行了比较。结果表明:在设计工况附近,预测值与试验值吻合较好,在其它工况点,特别是小流量工况点,误差较大。

乙烯装置单级双吸离心泵检修作业规程 维达大乙烯维修分公司 维达大乙烯 维修分公司 设备检修作业规程机械乙烯 装置单级双吸（106ja/b109ja/b 701ja）离心泵 第01版第0页 日期2007年4月 乙烯装置单级双吸离心泵检修作业规程 ——状态卡02—03页 ——动作卡03—15页 ——附件15—16页 []—作业b—检修作业人员 图例（）—确认c—车间质量员 〈〉—安全关键点s—质量安全部质量员 生效签字日期执笔：刘海港 检修作业年月日 设备使用年月日 大乙烯设备科年月日 质量安全部年月日审核： 公司主管领导年月日打字： 机动处设备科年月日 修改序号版本修改时间修改人 第—次01 计算机编码： 验收确认： 检修负责人： 检修班组质量员验收： 车间质量员验收： 装置设备负责

本文利用pro/engineer软件对企业真实产品搅拌机进行实体建模、装配及运动仿真,以此直观了解其结构和运动原理,同时还通过虚拟装配及运动仿真技术,优化产品设计。

从现有的二维水力设计软件出发,依据叶片木模图、型值点数据,利用pro/ewildfire4.0软件,实现了扭曲叶片的三维造型,为后续对叶轮流道进行流场分析和叶片数控加工提供了模型基础。