旋转叶轮离心泵流动分析

本文摘要（由AI生成）：

本文主要介绍了使用全局旋转方法解决旋转叶轮泵效率问题的过程。首先，介绍了旋转叶轮泵效率的计算公式，然后详细描述了建立模型的过程，包括模型准备、检查模型、创建项目、调整计算域、定义固体材料、定义热源、定义边界条件、定义目标、定义网格等步骤。最后，通过仿真计算得到了泵的效率为0.75。

1、问题描述：

如下，一个带叶轮离心泵系，主要由上壳体、下壳体及叶轮组成。叶轮由7个叶片组成，以209rad/s的速度旋转，体积流量0.3m3/s的空气被吸入叶轮，经过叶轮转变方向后，向四周扩散。本案例使用全局旋转方法解决，并得到旋转叶轮泵的效率。

这边先讲下旋转叶轮泵效率η=（Pin-Pout）*Q/(υ*M)，其中Pin是指泵入口压力，Pout是指泵出口压力，Q是指体积流量，υ是指叶轮转速，M叶轮受到的扭矩。

2、建立模型

2.1模型准备

打开STP模型即可，无需额外简化。

由于使用内部分析，把入口和出口使用封闭端盖封闭。为了方便采集叶轮出口压力Pout，新建一个辅助零件，但由于不是实体零件，选择禁用。

2.2检查模型

再强调下，辅助零件并非是实际的固体，不勾选该零件，即禁用该零件。针对准备好的模型，使用【检查模型】进行检查，显示状态成功，模型正常。

2.3创建项目

通过向导创建项目。

2.4调整计算域

部分分析不需要调整计算域大小保持默认即可，然后隐藏。

2.5定义固体材料

此处由于在建项目的时候没有勾选固体内热传导，无需额外设置。

2.6定义热源

无

2.7定义边界条件

定义入口流量，注意选择封盖内表面，勾选绝对坐标系

定义出口压力为环境压力

定义定子，即位置不变的零部件

2.8定义目标

定义入口静压平均目标

定义出口绝大部分平均静压目标

定义扭矩

定义方程目标

为了检查质量守恒，设置入口和出口质量流量

2.9定义网格

先设置全局网格，采用自动网格划分，细化等级为4，把最小缝隙和最小壁厚都减小为0.04m。

3、求解计算

这边只用了全局网格设置，如有必要可自行进行网格细化，验证网格的无关性。

4、仿真结果

4.1切面云图

4.2表面云图

5.小结

以上，使用全局旋转坐标系定义带有叶轮的离心泵，最后，根据以上的结果，我们可以得到泵的效率=0.75。

文章作者：白堤，硕士，就职于国内某知名企业，主要从事热设计仿真工作。大佬们都还在努力，更何况自己还只是个学习者。希望通过微 信公 众号抛砖引玉，结交更多志同道合的朋友。仿真之路漫漫其修远矣，我将上下而求索。