基于PRO/E的水轮机转轮三维造型

利用Pro／E和AutoCAD的良好接口直接调入已有的混流式转轮二维木模图的叶片截面图形，对于上冠和下环附近叶片延展时的不确定性和容易出现的畸变问题采用了虚拟上冠和确定叶片尖点的方法，进行了转轮的三维造型。造型完成后，可直接利用Pro／E下的分析功能得出叶片真实厚度、重心位置、体积、表面积、转轮开口、转轮质量等相关数据。实现了转轮三维几何设计与流体动力学设计的一体化．为转轮内流动CFD分析、性能预测和CAM奠定了可靠的基础。     

AutoCAD中装配图明细表的自动填写

在Aut0CAD中，装配图明细表的填写是重复性高、易出错的部分．论述了利用ARX图形数据库对象的扩展数据xdata在绘制零件标号时实时记录零件信息，同时与ODBC数据库技术结合实现明细栏自动填写的方法．将该方法应用于软件HYCAD中的相关功能编程上，实现了预期的效果．编程实践证明，将ARX图形对象的扩展数据xdata和ODBC数据库技术结合，可实现图形、对象之间的信息统一管理和交互．     

离心泵泵腔流道液体泄漏量试验与计算方法

设计了针对泵腔流道液体泄漏量测量的专用试验装置,采用改变叶轮轴向位置(即改变泵腔轴向间隙)来改变隙径比的方法,在间隙为0.2 mm、0.3 mm,长度为15 mm密封环条件下,对隙径比为0.127、0.101、0.076、0.051、0.025、0.006的泵腔流道的进出口液体压力和液体泄漏量进行了测试及分析,并提出了泵腔流道液体泄漏量计算公式及其速度系数的确定方法。结果表明:不同隙径比的泵腔流道液体泄漏量系数与压力系数的变化很有规律性,其关系曲线几乎是一些斜直线,但隙径比和密封环间隙对其有较大影响;在泵结构不变情况下,只减小泵腔轴向间隙就能有效地减少液体泄漏量,提高泵容积效率,泵腔轴向间隙最佳取值范围为1~5 mm。     

双流道污水泵叶轮的绘型方法

研究了双流道污水泵叶轮常用的图纸表达方法,发现平面图上的断面投影结果与轴面图中确定的断面形状尺寸不一致的问题.断面形状为沿对称轴对折的椭圆,此对称轴始终垂直于轴截面,其方向与平面图上的流道中线无关.传统设计中认为以垂直于平面图上的流道中线确定的截面尺寸并不符合实际的投影关系.这是设计中经常出现的双流道叶轮平面图、断面面积图与叶轮木模图三者不一致的主要原因.提出在双流道污水泵叶轮设计时,平面绘型作为初步设计,然后在三维造型中确定其余参数,再由三维造型来生成平面绘型,以保证设计与木模一致.设计结果表明,这种设计步骤是合理的.     

双流道污水泵叶轮三维设计方法

针对传统二维设计的双流道式污水泵叶轮容易出现的绘型图与实际木模偏差问题,研究直接在Pro/ENGINEER中进行叶轮的三维设计方法.二维绘型图则由三维投影得到,保证了设计结果的一致性.设计实例经试验表明此设计法的合理性.推导了采用变异的阿基米德螺线作为平面流道中线时,中线出口角与包角和变异系数之间的关系式,为设计中控制流道出口角提供了依据.给出了变异的阿基米德螺线法线方向上到叶轮外径距离的变化规律及断面面积的计算公式,并给出了确定流道出口点的新方法.     

离心泵平衡孔液体泄漏量试验与分析

针对离心泵上叶轮平衡孔的实际液体泄漏量难以测量的问题,设计了通过调节平衡腔液体压力来测量平衡孔液体泄漏量的试验装置,在平衡孔直径4、6、8、11 mm条件下对泵性能、平衡孔液体泄漏量和平衡腔液体压力进行了测试及分析,获得了不同直径平衡孔下泵的性能曲线、平衡孔泄漏量系数和轴向力系数与比面积的关系曲线。试验结果表明:加大叶轮平衡孔直径会使泵的扬程降低、输入功率增大和效率降低;平衡孔液体泄漏量系数与比面积关系曲线有明显的规律性,其随着比面积增大而减小,且扬程系数对其有较大的影响;轴向力系数曲线是非线性曲线,在比面积小于2.5时,轴向力系数随比面积增大而急剧减小;比面积大于等于2.5小于等于4.5时,轴向力系数曲线趋于平坦,其均值为0.112;比面积大于4.5时,轴向力系数曲线几乎与横坐标平行,其均值为0.067。该研究为较精确计算平衡孔液体泄漏量与平衡腔区域的轴向力提供了参考。     

离心泵泵腔和平衡腔液体压力试验与计算

设计了针对泵腔和平衡腔的液体压力测试装置,采用同一块压力传感器测量不同测点压力的方法,对不同直径平衡孔前、后泵腔和平衡腔的液体压力进行了测试及分析。试验发现,对这种前后密封环直径相同的叶轮,在密封环正常时密封环以上的前、后泵腔液体压力分布是不同的,且后泵腔液体压力普遍较前泵腔液体压力高。基于有、无液体泄漏泵腔液体压力曲线的分析,引入了泵腔液体压力损失系数,提出了设计工况有液体泄漏泵腔液体压力计算公式及其压力损失系数的具体确定方法。并用2台离心泵泵腔液体压力测试结果,验证了设计工况有液体泄漏泵腔液体压力计算公式具有较高的可信度。比较分析了设计工况平衡腔液体压力的理论计算结果和试验结果,验证了设计工况平衡腔液体压力数学模型能准确地预测出平衡腔液体压力,并从控制平衡腔液体泄漏量减少其液体压力及轴向力的角度,提出试验泵的平衡孔直径在6~8 mm较为合适。     

双流道叶轮的三维造型设计

分析了双流道式污水泵叶轮造型的特殊性及其特点,研究了采用三维建模软件对双流道叶轮进行三维造型的方法．用投影方法生成空间流道中线,以此作为原始轨迹,各断面形状作为混合用截面,使用扫描混合命令形成内流道．按内流道中线规律延长内流道中线到叶轮外径,以投影方法得到空间曲线作为原始轨迹,按外流道截线位置放置适当截面,由扫描混合命令形成外流道．指出在二维绘型图转化为三维造型时,叶轮可能会出现的无法形成有效内流道的问题,此时先调整断面的空间安放方向与位置,再调整断面形状和流道中线,     

双流道污水泵叶轮内部三维湍流流动的数值模拟

基于Reynolds时均化的N-S方程和标准的k-ε两方程湍流模型,运用流场计算软件Fluent,在不同工况下对QW950-15-55型双流道污水泵叶轮蜗壳耦合流场进行了数值模拟研究,捕捉到了双流道叶轮内流的重要特征.依据计算结果,主要分析了设计工况时双流道叶轮内部的速度和压力分布情况.叶轮内压力分布与叶片式离心泵的数值模拟是类似的;在偏离设计的大流量工况,叶轮流道内的流动呈现明显的不对称性;叶轮内部流动为混合螺旋流,由轴向旋涡作用引发的相对速度旋涡的涡核位置靠近后盖板和压力侧;叶轮出口的压力和绝对速度分布呈现明显的周期性,其周期性与叶轮流道的周期性是对应的;静压周向分布的轴向不对称性较小,而速度周向分布的不对称性则较大.对比试验与数值模拟的扬程和水力效率值,数据基本吻合.