水泵設計的流體及結構分析

　　水泵種類繁多，結構差異很大。注塞泵和葉片泵的結構完全不同，仿真分析的需求因此不同；同一類型的水泵，泵的體積不同，產(chǎn)品的設汁特點也不同。從設計的角度看．最核心的內(nèi)容是過流件曲面的設計；從制造的角度看，最核心的技術是鑄造以及與鑄造模樣設計與制造相關的數(shù)控加工和快速原形技術；從分析的角度看，主要涉及流體仿真分析和結構有限元分析。

　　大型水泵一般是按客戶的要求定制化生產(chǎn)的，水泵的每一種變形。都需要一套完整的技術義件。

　　水泵葉輪曲面的加工有兩種方法，銑削法和鑄造成型法。葉輪的銑削和鑄造模樣的型芯、型腔加工都涉及曲面的數(shù)控加工。過流面的加工都需要保證曲面的精度，從而保證水泵的水力學性能。

　　水泵設計制造中的最核心技術是過流件的水力學性能設計，葉輪、蝸殼、導流體、導流片、出水口、進水口及柵格的型面都將影響水泵的水力學性能。流體的流動特性決定了水泵的過流部件和流道是一些復雜的曲面，因為泵內(nèi)流體的流動是三維的，包括渦流和紊流狀態(tài)，設計時還要考慮固定部分、轉動部分以及流體之間的交互作用。

　　(1)根據(jù)水泵模型和葉輪的轉速求水泵的揚程、流量和效率。

　　(2)計算葉輪的效率和流體在管路中的水頭損失。

　　(3)分析工作過程中產(chǎn)生的氣穴和空蝕。

　　(4)水泵內(nèi)部流體的壓力場分布和速度場分布。

　　(5)在流體作用下葉輪表面所受的水壓載荷。

　　(6)根據(jù)水泵的結構和葉輪的轉速求水泵的驅動力矩。

　　(7)根據(jù)渾水工下水泵參數(shù)數(shù)據(jù)修汀參數(shù)。

　　有條件情況下應進行渾水試驗的校核與在渾水條件下的參數(shù)修正。

　　此外，還要依靠分析軟件對水泵的結構強度、零部件的疲勞壽命、結構動力學進行分析，從而通過結構優(yōu)化設汁減小水泵的振動，提高動態(tài)性能。最基礎、最重要的分析是求解系統(tǒng)的固有頻率和相應的振型，為電機的選擇提供依據(jù)。

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