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CAD新技術(shù)在水泵設(shè)計(jì)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用

閱讀:1438發(fā)布時(shí)間:2010-1-25

(1)水泵的模具、葉片和重要零件開始用數(shù)控機(jī)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(shè)計(jì)與繪型軟件逐漸代替人工計(jì)算和繪圖 有人問用這個(gè)軟件設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思想和經(jīng)驗(yàn),而且快速、準(zhǔn)確。圖 2 是用 JP1 軟件設(shè)計(jì)的螺旋離心泵葉輪水力圖,設(shè)計(jì)該圖只需 10min ,人工設(shè)計(jì)可能要兩天。

(3)泵內(nèi)流場(chǎng)計(jì)算從準(zhǔn)三元非黏性流動(dòng)向全三元黏性流動(dòng)進(jìn)展 準(zhǔn)三元非黏性流動(dòng)計(jì)算的主要方法是 S1 、 S2 兩類流面迭代,它是把三維流動(dòng)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(dòng)進(jìn)行迭代求解,解決三維流動(dòng)問題。由于把復(fù)雜的三維流動(dòng)簡(jiǎn)化成二維求解,使得解的精度受到影響。 近年計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)( Computational Fluid Dynamics ) , 簡(jiǎn)稱 CFD 問世,為流體機(jī)械流場(chǎng)計(jì)算提供了新的思路和手段。

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

(5)內(nèi)部流場(chǎng)測(cè)量 以前經(jīng)常采用探針進(jìn)行測(cè)量,一方面控針本身對(duì)流動(dòng)的影響很大,另一方面測(cè)量旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)的轉(zhuǎn)換裝置也很復(fù)雜。進(jìn)一步使用激光多普勒測(cè)速儀( LVD ) ,它是用激光照射流動(dòng)中的粒子,光被粒子散射,根據(jù)散射的成度測(cè)量流速。這種方法已經(jīng)成熟并廣泛應(yīng)用,但是一般只測(cè)量一點(diǎn)速度的某一分量?,F(xiàn)在開始使用粒子圖象測(cè)速技術(shù)( PIV ),其工作原理是在流場(chǎng)中散布示蹤粒子,用脈沖片光源照射流場(chǎng),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(chǎng)速度分布。這種方法突破傳統(tǒng)的單點(diǎn)測(cè)量的限制,可瞬時(shí)無接觸測(cè)量一個(gè)截面上的速度分布,具有較高的測(cè)量精度.


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