基于ANSYS的混流泵數(shù)值模擬仿真.pdf

1、混流泵是國民經(jīng)濟部門中應(yīng)用極為廣泛的一種通用水力機械,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?；炝鞅弥械年P(guān)鍵過流部件是葉輪,在葉輪內(nèi)部流體的流動狀態(tài)非常復(fù)雜,并且葉輪結(jié)構(gòu)與葉輪內(nèi)部流場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,我們必須將混流泵內(nèi)部流場與其對葉輪結(jié)構(gòu)的影響考慮進來,從而可以提高混流泵葉輪結(jié)構(gòu)分析的準確性。為此,需要采用流固耦合方法,對混流

2、泵葉輪結(jié)構(gòu)進行靜力學(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對混流泵全流道及其葉輪實體進行三維建模;利用ANSYS-ICEM軟件完成混流泵全流道流體網(wǎng)格,并對葉輪結(jié)構(gòu)的實體模型進行網(wǎng)格劃分。并將流場網(wǎng)格導(dǎo)入ANSYS-FLUENT中進行數(shù)值模擬,獲得混流泵內(nèi)部流場的流動狀態(tài)。利用流固耦合技術(shù),將分析所得的流場的靜壓與葉輪實體結(jié)構(gòu)相結(jié)合,獲得葉輪靜力分析的結(jié)

3、果。
　　通過數(shù)值分析可以知道設(shè)計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,且從葉輪進口到葉輪出口,葉片表面上的相對速度分布均勻,說明葉片的安放角合理。
　　通過靜力學(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轉(zhuǎn),