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旋转叶轮离心泵流动分析

3年前浏览7267

1、问题描述:

如下,一个带叶轮离心泵系,主要由上壳体、下壳体及叶轮组成。叶轮由7个叶片组成,以209rad/s的速度旋转,体积流量0.3m3/s的空气被吸入叶轮,经过叶轮转变方向后,向四周扩散。本案例使用全局旋转方法解决,并得到旋转叶轮泵的效率。

这边先讲下旋转叶轮泵效率η=(Pin-Pout)*Q/(υ*M),其中Pin是指泵入口压力,Pout是指泵出口压力,Q是指体积流量,υ是指叶轮转速,M叶轮受到的扭矩。

image.png

2、建立模型

2.1模型准备

打开STP模型即可,无需额外简化。

由于使用内部分析,把入口和出口使用封闭端盖封闭。为了方便采集叶轮出口压力Pout,新建一个辅助零件,但由于不是实体零件,选择禁用。

image.png

2.2检查模型

再强调下,辅助零件并非是实际的固体,不勾选该零件,即禁用该零件。针对准备好的模型,使用【检查模型】进行检查,显示状态成功,模型正常。

image.png

2.3创建项目

通过向导创建项目。

项目名称

项目名称0403,其他保持默认

单位系统

选择SI,并更改温度单位为℃

分析类型

内部,排除不具备流动条件的腔;选中旋转,类型为整体旋转,设置参考轴Z全局坐标系轴,角速度209rad/s;

默认流体

空气,其他保持默认

默认壁面

绝热壁面,粗糙度保持默认

初始条件

热动力参数里温度改为25℃

2.4调整计算域

部分分析不需要调整计算域大小保持默认即可,然后隐藏。

image.png

2.5定义固体材料

此处由于在建项目的时候没有勾选固体内热传导,无需额外设置。

2.6定义热源

2.7定义边界条件

定义入口流量,注意选择封盖内表面,勾选绝对坐标系

image.png

定义出口压力为环境压力

image.png

定义定子,即位置不变的零部件

image.png

2.8定义目标

定义入口静压平均目标

image.png

定义出口绝大部分平均静压目标

image.png

定义扭矩

image.png

定义方程目标

image.png

为了检查质量守恒,设置入口和出口质量流量

image.png

image.png

2.9定义网格

先设置全局网格,采用自动网格划分,细化等级为4,把最小缝隙和最小壁厚都减小为0.04m。

image.png

3、求解计算

这边只用了全局网格设置,如有必要可自行进行网格细化,验证网格的无关性。

image.png

4、仿真结果

4.1切面云图

image.png

4.2表面云图

image.png

5.小结

以上,使用全局旋转坐标系定义带有叶轮的离心泵,最后,根据以上的结果,我们可以得到泵的效率=0.75。

文章作者:白堤,硕士,就职于国内某知名企业,主要从事热设计仿真工作。大佬们都还在努力,更何况自己还只是个学习者。希望通过*****抛砖引玉,结交更多志同道合的朋友。仿真之路漫漫其修远矣,我将上下而求索。

FloEFD流-固&热耦合流体基础
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2020-04-15
最近编辑:3年前
CAE白堤
硕士 | 高级仿真工程... 创立GZH“日拱一卒的工程师”
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未登录
7条评论
仿真秀1231122452
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3月前
白堤老师,请提供下模型我也做下。。
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🌹森屿
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1年前
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吉祥言言
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1年前
如果是要设计叶轮,仅已知转速的情况下 用建好的模型 能否仿真出 风量及压力?
回复 1条回复
仿真秀1123140430
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3年前
公式设定不是很明白,体积流量这样算的吗?
回复 1条回复
小陈
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3年前
既然内部分析,那么你在分析类型选错了,应该是内部,你选择外部了。
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小陈
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3年前
只能看流体流动轨迹无法看叶轮转动吗?谢谢!
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小陈
签名征集中
3年前
你好,请问怎么样能直观的看见叶轮旋转的动画效果啊!谢谢!
回复 3条回复

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