基于ANSYS的混流泵數(shù)值模擬仿真.pdf

1、混流泵是國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門中應(yīng)用極為廣泛的一種通用水力機(jī)械,在農(nóng)田排灌、石油化工、城市給排水和船舶工業(yè)等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。混流泵中的關(guān)鍵過(guò)流部件是葉輪,在葉輪內(nèi)部流體的流動(dòng)狀態(tài)非常復(fù)雜,并且葉輪結(jié)構(gòu)與葉輪內(nèi)部流場(chǎng)之間存在著相互作用,而這種相互作用足以影響葉輪的性能,甚至造成結(jié)構(gòu)破壞。因而,在研究混流泵結(jié)構(gòu)特性時(shí),我們必須將混流泵內(nèi)部流場(chǎng)與其對(duì)葉輪結(jié)構(gòu)的影響考慮進(jìn)來(lái),從而可以提高混流泵葉輪結(jié)構(gòu)分析的準(zhǔn)確性。為此,需要采用流固耦合方法,對(duì)混流

2、泵葉輪結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)分析,為改善葉輪結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能,也為葉輪葉片形狀優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)與數(shù)值依據(jù)。
　　本文利用性能優(yōu)異的三維繪圖軟件UG對(duì)混流泵全流道及其葉輪實(shí)體進(jìn)行三維建模;利用ANSYS-ICEM軟件完成混流泵全流道流體網(wǎng)格,并對(duì)葉輪結(jié)構(gòu)的實(shí)體模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。并將流場(chǎng)網(wǎng)格導(dǎo)入ANSYS-FLUENT中進(jìn)行數(shù)值模擬,獲得混流泵內(nèi)部流場(chǎng)的流動(dòng)狀態(tài)。利用流固耦合技術(shù),將分析所得的流場(chǎng)的靜壓與葉輪實(shí)體結(jié)構(gòu)相結(jié)合,獲得葉輪靜力分析的結(jié)

3、果。
　　通過(guò)數(shù)值分析可以知道設(shè)計(jì)工況下的葉片吸力面的靜壓變化比壓力面的靜壓變化明顯。葉片吸力面進(jìn)口處出現(xiàn)一定區(qū)域的低壓區(qū),該區(qū)域容易產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象,與葉輪發(fā)生汽蝕的實(shí)際位置相吻合。流體在吸力面上的流速明顯大于在壓力面上的流速,且從葉輪進(jìn)口到葉輪出口,葉片表面上的相對(duì)速度分布均勻,說(shuō)明葉片的安放角合理。
　　通過(guò)靜力學(xué)分析結(jié)果可以知道,在葉片與前后蓋板交接處都會(huì)發(fā)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象,但葉輪的變形都較小,不足以影響葉輪的正常運(yùn)轉(zhuǎn),