离心泵水力模型汇编
基于SolidWorks离心泵扭曲叶片三种精确建模方法_严建华
摘 要：介绍了基于 SolidWorks 对离心泵扭曲叶片三种精确建模方法。利用该方法可以精确地获得离心泵叶片的三
维模型，供三维成型打印机快速造型和 CFD 流场分析，也可应用于数控机床对叶片表面进行精确数控加工，以确保叶
片表面各型线与设计数据完全一致。
关键词：水泵扭曲叶片; 三维精确建模
中图分类号：TP 391.7
数控加工工艺与编程等。 收稿日期：2014- 07- 29
168 机械工程师 2014 年第 11 期
168 D190.0 37
D345.0
制造业信息化
仿真 / 建模 / CAD/ CAM/ CAE/ CAPP MANUFACTURING INFORMATIZATION
R204.5 R35.0
36.1 85.0°
前视面 轴面截线
轴面截线 旋转曲面
粘贴叶片 剪裁图
过角度线作与旋 转曲面的垂直面
图 4 第 1 至第 4 步旋转曲面与垂直平面作图过旋转后的 空间曲线
交叉曲线
图 5 叶片工作面空间交叉曲线作图过程
3D 样条线
3）过空间曲线两端点分别作 2 条 3D 样条线；以 2 条 3D 样条线为引导线进行“放样曲面”形成叶片工作面三 维图，以同样作图方法作出叶片背面三维图（图 9）。
170 机械工程师 2014 年第 11 期
R110.0 91.0° 10121212121212
1 23 4 5 67 85
120′ 130′ 110′ 100′ 90′ 80′ 70′
60′
50′
40′
30′ 20′ 10′ 0°
130 120 110 100 90 80 70 60
50 40 30 20 10 0
离心泵的串并联讲义
离心泵的串并联实验讲义一、实验目的1.了解离心泵结构与特性，学会离心泵的操作2.测量不同转速下离心泵的特性曲线。
3.测量离心泵串联时的压头和流量的关系。
4.测量离心泵并联时的压头和流量的关系。
二、实验原理1.单台离心泵的特性曲线离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一，其特性曲线是在恒定转速下泵的扬程H 、轴功率N 及效率η与泵的流量V 之间的关系曲线，它是流体在泵内流动规律的外部表现形式。
由于泵内部流动情况复杂，不能用数学方法计算这一特性曲线，只能依靠实验测定。
1)扬程H 的测定与计算在泵进、出口取截面列柏努利方程：gu u Z Z g p p H 221221212-+-+-=ρ 式中：p 1,p 2——分别为泵进、出口的压强 N/m 2 ρ——流体密度 kg/m 3u 1, u 2——分别为泵进、出口的流量m/s g ——重力加速度 m/s 2当泵进、出口管径一样，且压力表和真空表安装在同一高度，上式简化为：gp p H ρ'1'2-= 由上式可知：只要直接读出真空表和压力表上的数值，就可以计算出泵的扬程。
2)轴功率N 的测量与计算轴的功率可按下式计算： w N ∙=94.0式中，N —泵的轴功率，W w —电机输出功率，W由上式可知：测定泵的轴功率，只需测定电机的输出功率，乘上功率转换中的倍率即可。
3)效率η的计算泵的效率η是泵的有效功率Ne 与轴功率N 的比值。
有效功率Ne 是单位时间内流体自泵得到的功，轴功率N 是单位时间内泵从电机得到的功，两者差异反映了水力损失、容积损失和机械损失的大小。
泵的有效功率Ne 可用下式计算：Ne=HV ρg 故η=Ne/N=HV ρg/N4）离心泵性能参数的换算泵的特性曲线是在指定转速下的数据，就是说在某一特性曲线上的一切实验点，其转速都是相同的。
但是，实际上感应电动机在转矩改变时，其转速会有变化，这样随着流量的变化，多个实验点的转速将有所差异，因此在绘制特性曲线之前，须将实测数据换算为平均转速下的数据。
fb离心泵
fb离心泵需用泵来供水先等。
在电力部门，核电站需要核主泵、二级泵、三级泵、热电厂需要大量的锅炉给水泵、冷凝水泵、循环水泵和灰渣泵等。
在国防建设中，飞机襟翼、尾舵和起落架的调节、军舰和坦克炮塔的转动◆一用一备，运行可靠专有技术体现内置自动换向运行装置的独特构思，当一台发生故障，另一台自动投入运行，保证供水不中断◆成熟可靠的核心部件和优化设计, 节能效果好内置自动换向装置精心设计制作，强化其组装质量和形位公差控制、实现其灵活、密封、可靠、耐用度高；波纹管机械密封和强制环流冷却循环系统比一般离心泵的普通机封寿命长2倍以上；机泵同轴震动小；对流道结构作了优化设计，保证高效运行。
配用Y2系列电机，效率提高2-4%、F级绝缘、电机耐热145℃以上,特殊结构的叶轮，优化的水力模型使液体流动更加顺畅，采用树脂砂造型铸件，铸件内部过流部件其表面粒度均匀、平滑光洁，水力损失小，保证其最佳性能。
◆简化系统环节，提高可靠性出水管道连接、阀类、附件、配件等对于采用备用泵设计而言，数量减少，系统环节简化，可靠性提高，维护简便。
Y2电机超载能力强、即使在145℃仍可在额定功率下可靠运行。
◆降低机组噪声，有利于环保双联泵将原单体水泵配套电机的功率数一分为二，降低了起动电流和起动噪声,降低单电机的功率数也就降低电机的噪音分贝，从而有效的降低了水泵机组的噪声。
◆降低安装费用50%，简化安装工序泵体的安装与输水管路的连接仅需一套管、阀、附件、泵基座，极大地简化了安装，与普通管道泵相比，既节省安装费用又缩短了工期，使投资大幅度减少◆节省机组占地面积双联泵的独特设计思想，大大节省泵房和管路的占地面积50%以上，由于减少基建投资、节省占地面积、便于系统整体管理。
◆运行费用，降低50% ～70% 用水呈高峰、低估连续或阶梯形变化的应用工况（如供暖和冷却系统），在用水低谷时，双联泵为单泵运行模式，在用水高峰时，双联泵可双泵运行，从而实现了工作的高效节能。
VDD系列立式多级离心泵
江苏双达泵阀集团有限公司 JIANGSU SHUANGDA PUMP & VALVE GROUP CO.,LTD
VDD 系列立式多级泵
API610 11th VS6/VS1
设计特点
水力设计：在国内外优秀水力模型的基础上结合大量试验，采用水力分析软件对水力进行优化，是其处于国 际领先水平。首级与次级叶轮单独设计，首级叶轮具有高的汽蚀性能，次级叶轮具有高的效率， 采用径向导叶式压出室，无水力径向力。
API610 11th VS6/VS1
滚动轴承结构，采用稀油润滑，润滑效 果好，并设计有水冷与风冷结构，可有 效的降低轴承室温度，适用于高温工况
采用平衡鼓平衡轴向力，平衡效果 好，轴承负载小，并不受轴承位置 影响，便于安装
采用多点支撑滑动轴承结构，轴承 间距的设计符合 API610 标准的要 求，安全可靠性高，轴衬采用高耐 磨石墨或复合材料
型谱图
级 级
API610 11th VS6/VS1
Q[USGPM]
级
级
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H[ft]
H[m]
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Q[m3/h]
H[m]
H[ft]
级
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Q[USGPM]
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级 级
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级
级 级
级 级
级 级
Q[m3/h]
江苏双达泵阀集团
K‐4
VDD 系列立式多级泵
API610 11th VS6/VS1
基于Fluent 14.5离心泵内部流场数值模拟教程
基于Fluent 14.5离心泵内部流场数值模拟教程内容摘要：一、描述随着科学技术的进步，许多领域对水泵要求越来越高。
传统的设计方法已无法满足快节奏、高要求的现代社会。
随着计算流体力学（CFD）技术的发展，为水泵设计也带来了更好的研究方法。
应用CFD技术，通过计算机对水泵内部流场进行虚拟试验，可以快速获得外特性曲线，...一、描述随着科学技术的进步，许多领域对水泵要求越来越高。
传统的设计方法已无法满足快节奏、高要求的现代社会。
随着计算流体力学（CFD）技术的发展，为水泵设计也带来了更好的研究方法。
应用CFD技术，通过计算机对水泵内部流场进行虚拟试验，可以快速获得外特性曲线，并且能够更好的在设计阶段预测泵内部流动所产生的漩涡、二次流、边界分离、喘振、汽蚀等不良现象，通过改进以提高产品可靠性。
本教程采用IS80-65-125型水泵的水力模型，通过具体步骤希望广大同行能快速掌握运用Fluent对水泵进行CFD模拟的步骤方法。
二、建模采用Creo 2.0 M020（Peo/Engineer）进行建模。
本次教程不考虑叶轮前后盖板与泵腔间的液体（事实证明对实际结果有一定影响，为了教程方便因此不予考虑，大家可以在实际工作中加入对前后腔体液体），建模只考虑进口管部分、叶轮旋转区域部分、蜗壳部分。
对于出口管，可以根据模型的特征进行判别，本次模拟是由于出口管路对实际模拟结果影响很小，不存在尺寸急变等特征，因此去掉了出口管段，以减少网格数量。
建模如图所示：图1 建立流道模型三、网格划分建模完成后，导出*.x_t（或其他格式）格式，导入网格划分软件中进行网格划分。
网格划分软件有很多，各有各的优势，主要采用自己熟练的一种即可。
本次教程采用ICEM进行网格划分。
进口段为直锥型结构，采用六面体网格。
叶轮和蜗壳部分采用四面体非结构网格（也可以采用六面体网格，划分起来比较麻烦）。
对于工程应用，可以采用不划分边界层网格，划分边界层网格比较费时间，生成的网格数量也很高，但是从模拟的外特性曲线来看，差别不是很大，但是对于研究边界层流动对性能的影响，就必须划分边界层，对于采用有些壁面条件，也必须划分边界层（该部分查看其它教程）。
基于CFturbo的离心泵设计专题资料(二)
6.低比转速离心泵叶轮内固液两相流的数值分析.pdf 为了分析离心叶轮内固液流动特性,采用Mixture多相流模型,扩展的标准κ ε 湍流方程与SIMPLEC算法,应用流体动力学软件Fluent对低比转速离心泵叶轮 内固液两相湍流进行了数值模拟.分析了多种粒径及浓度条件下的固相体积浓 度分布规律.当颗粒直径较小和泥沙浓度较低时,固粒在叶轮出口附近会出现 向叶轮背面迁移的趋势;但在离心泵叶轮固液两相流动中,固体颗粒还是主要 集中于叶轮工作面,因而会加剧叶轮工作面磨损破坏速度.数值结果表明,在相
心泵知识库：
1.小粒径固液两相流在螺旋离心泵内运动的数值分析.pdf 针对螺旋离心泵内固液两相流动比较复杂的情况,以黄河含沙水为工作介质, 采用改变沙粒粒径和含沙水体积分数的方法,对小粒径颗粒在螺旋离心泵内的
流动进行了数值模拟.通过内流场的速度、压力与颗粒分布,分析了粒径大小
对泵内固体颗粒运动的影响和进口固相初始体积分数对泵内压力和固相分布 的影响,得出压力沿叶轮工作面和背面的分布规律以及固相体积分数沿叶轮轴
Workbench软件对离心泵叶轮转子进行模态分析,得到四阶固有频率和振型;加
载径向力载荷后,不同流量下叶轮转子产生形变,其中0流量和0.4 Q0流量时泵 密封环处形变量超出密封间隙设计值,为泵的密封环间隙的设计和修改提供了
参考依据.
5.离心泵流噪声实验研究.pdf 搭建了离心泵流噪声测试系统，并对离心泵的流噪声进行实验研究。利用水 听器测量了原型叶轮和四种改型叶轮在不同转速下的流噪声，发现水 泵流噪 声随着转速的增加而增加，随轮舌间隙的减小而增加。实验结果还表明，水 泵下游的流噪声声压级要高于上游。观察水泵两端声压级差随转速以 及叶轮 半径的变化关系，并探讨其产生的原因。
离心泵数值仿真指导教程
1.离心泵数值仿真指导教程本章对离心泵数值仿流程和步骤进行详细说明。
PumpLinx算例文件目录下会生成几个重要文件，其中“.sgrd”文件为网格文件，记录网格信息；“.spro”文件为工程文件，记录模型及边界条件设置信息；如需打开一个完整的算例，工程文件和网格文件缺一不可。
“.stl”文件为PumpLinx支持的几何模型导入格式。
1.1离心泵几何模型导入►在CAD软件中将离心泵进口段、转子部分和蜗壳出口段分别以stl格式导出。
►注意:在导出几何模型之前，需要将进口段、转子部分和蜗壳出口段分成三个部分，以便在进行数值仿真时可以顺利生成动/静流体域之间的交互面。
如下图所示：►运行PumpLinx软件，新建一个工程文件，界面如下：►选择界面左边的Mesh窗口命令（一共4个窗口选项，分别是Mesh，Model，Simulation 和Result，分别代表各个步骤）。
►选择Import/Export Geometry or Grid命令，点击Import Surface From STL Triangulation File，选择事先从CAD文件中导出的stl文件，如图所示：►此步骤也可直接打开PumpLinx标准算例文件“centrifugal_s_intial_stl_surface_v3.4.spro”，其默认存储路径为：C: /Program Files/Simerics/Tutorials/Centrifugal。
1.2 切分离心泵边界面1.2.1 对离心泵流体域进行分区►点击Split/Combine Geometry or Grid命令，选择Split Disconnected命令对分块的几何模型进行切分。
►几何体被分为pump_1，pump_2和pump_3三部分，分别将对应部分命名为Inlet，Rotor和Volute，即进口、转子和蜗壳三部分。
►重命名pump_1为volute，即蜗壳出口部分；►重命名pump_2为rotor，即转子部分；►重命名pump_3为inlet，即进口部分。
离心泵数值仿真指导教程
1.离心泵数值仿真指导教程本章对离心泵数值仿流程和步骤进行详细说明。
PumpLinx算例文件目录下会生成几个重要文件，其中“.sgrd”文件为网格文件，记录网格信息；“.spro”文件为工程文件，记录模型及边界条件设置信息；如需打开一个完整的算例，工程文件和网格文件缺一不可。
“.stl”文件为PumpLinx支持的几何模型导入格式。
1.1离心泵几何模型导入►在CAD软件中将离心泵进口段、转子部分和蜗壳出口段分别以stl格式导出。
►注意:在导出几何模型之前，需要将进口段、转子部分和蜗壳出口段分成三个部分，以便在进行数值仿真时可以顺利生成动/静流体域之间的交互面。
如下图所示：►运行PumpLinx软件，新建一个工程文件，界面如下：►选择界面左边的Mesh窗口命令（一共4个窗口选项，分别是Mesh、Model、Simulation 和Result，分别代表各个步骤）。
►选择“Import/Export Geometry or Grid”命令，点击“Import Surface From STL Triangulation File”，选择事先从CAD文件中导出的stl文件，如图所示：此步骤也可直接打开PumpLinx标准算例文件“centrifugal_initial_stl_surface.spro”，其默认存储路径为：“C: /Program Files/Simerics/Tutorials/Centrifugal”。
1.2 切分离心泵边界面1.2.1对离心泵流体域进行分区►点击“Split/Combine Geometry or Grid”命令，选择“Split Disconnected”命令对分块的几何模型进行切分。
►几何体被分为pump_1，pump_2和pump_3三部分，分别将对应部分命名为Inlet，Rotor和Volute，即进口、转子和蜗壳三部分。
重命名pump_1为volute，即蜗壳出口部分；重命名pump_2为rotor，即转子部分；重命名pump_3为inlet，即进口部分。
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离心泵水力模型汇编
离心泵是流体机械中最常用的一种泵，它通过旋转叶轮产生离心力，将流体从入口吸入并输送到出口。
离心泵的水力模型可以通过下面的
步骤组装：
1. 选择合适的离心泵叶轮和泵壳。
2. 将叶轮和泵壳安装在支架上，保证叶轮处于泵壳中心。
3. 连接电动机和泵轴，将电动机安装在支架上。
4. 安装进出口管道和阀门，以控制流量和压力。
5. 安装水泵监测系统，包括流量计、压力计和温度计等。
在水力模型的实验中，需要进行以下步骤：
1. 开启电动机，启动离心泵，并通过调整阀门控制流量。
2. 监测流量、压力和温度等数据，并记录下来。
3. 根据记录的数据计算出泵的效率、扬程、功率和比速等参数。
4. 调整泵的参数，例如改变叶轮和泵壳的结构、调整叶轮尺寸和叶片
角度等，以提高泵的性能。
5. 维护和保养离心泵，例如清理泵体和叶轮中的杂质、检查轴承和密封等。
离心泵的水力模型是实验室中常用的流体力学实验装置，通过模拟离心泵在真实工况下的运行情况，可以评估泵的性能和优化泵的设计，提高工程应用的效率和可靠性。