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CAD新技術在水泵設計生產(chǎn)中的廣泛應用

閱讀:1446發(fā)布時間:2010-1-25

(1)水泵的模具、葉片和重要零件開始用數(shù)控機床加工,從而可以提高泵的制造質(zhì)量,圖 1 是用數(shù)控銑床加工軸流泵葉片和用于加工的葉片三維圖。

(2)水泵水力設計與繪型軟件逐漸代替人工計算和繪圖 有人問用這個軟件設計的泵效率有多高,這是外行人說的話,再好的軟件也要人去使用,可以溶入設計者的設計思想和經(jīng)驗,而且快速、準確。圖 2 是用 JP1 軟件設計的螺旋離心泵葉輪水力圖,設計該圖只需 10min ,人工設計可能要兩天。

(3)泵內(nèi)流場計算從準三元非黏性流動向全三元黏性流動進展 準三元非黏性流動計算的主要方法是 S1 、 S2 兩類流面迭代,它是把三維流動降維成二維,也就是用子午面(軸面)和任意轉(zhuǎn)面(流面)上的流動進行迭代求解,解決三維流動問題。由于把復雜的三維流動簡化成二維求解,使得解的精度受到影響。 近年計算流體動力學( Computational Fluid Dynamics ) , 簡稱 CFD 問世,為流體機械流場計算提供了新的思路和手段。

(4)優(yōu)化設計方法 為了提高泵的性能,許多學者進行了優(yōu)化設計方法研究。歸納起來主要有以下幾種方法:以模型統(tǒng)計資料為基礎的速度系數(shù)優(yōu)化法;以水力損失zui小為目標的損失極值優(yōu)化法;以某一指標為目標函數(shù)的準則篩選優(yōu)化法。值得說明的是目前的優(yōu)化設計方法,可能只對具體泵的設計有指導意義。另外 CFD 等*技術的問世,在很大程度上沖淡了對優(yōu)化設計的興趣,近兩年研究優(yōu)化設計方法的學者逐漸減少。

(5)內(nèi)部流場測量 以前經(jīng)常采用探針進行測量,一方面控針本身對流動的影響很大,另一方面測量旋轉(zhuǎn)流場的轉(zhuǎn)換裝置也很復雜。進一步使用激光多普勒測速儀( LVD ) ,它是用激光照射流動中的粒子,光被粒子散射,根據(jù)散射的成度測量流速。這種方法已經(jīng)成熟并廣泛應用,但是一般只測量一點速度的某一分量?,F(xiàn)在開始使用粒子圖象測速技術( PIV ),其工作原理是在流場中散布示蹤粒子,用脈沖片光源照射流場,通過連續(xù)兩次或多次曝光,粒子圖象被記錄在底片上,由此獲得流場速度分布。這種方法突破傳統(tǒng)的單點測量的限制,可瞬時無接觸測量一個截面上的速度分布,具有較高的測量精度.


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