基于流固耦合的双叶片潜污泵转子动力学特性分析

为了研究双叶片潜污泵转子系统的动力学特性,该文基于流固耦合理论,采用ANSYS-CFX和ANSYS-Workbench软件对某型号潜污泵转子系统“干湿态”下固有频率和振型、临界转速进行了数值分析。结果表明:转子振型多为振摆以及扭转摆动,前两阶模态振型均表现为叶轮的对称左右摆动,最大位移都出现在叶轮轮缘区域和叶片出口区域。“湿态”下潜污泵转子固有频率比干态下有所降低,最小下降率2.8%,出现在第二阶模态;最大下降率21.3%,出现在第六阶模态。“湿态”下转子临界转速比“干态”下临界转速稍有下降。转子工作转速1 470 r/min远小于计算所得的前四阶临界转速,不会发生共振。

轴承刚度对双叶片环保泵转子动力学特性的影响分析

为了研究轴承刚度对双叶片环保泵转子动力学特性的影响,基于流固耦合理论,采用ANSYS-CFX和ANSYS-Workbench,对4种轴承刚度方案下的环保泵固有频率、模态振型、临界转速及谐响应进行了求解和对比分析。计算结果表明:模态振型在不同支承刚度下表现为同相振型,以水平摆动为主。当轴承刚度从2.6×10^(5) N/mm增加到2.6×10^(6) N/mm时,转子固有频率和临界转速均明显增加,而当轴承刚度从2.6×10^(6) N/mm增加到2.6×10^(8) N/mm时,固有频率和临界转速增速变缓。转子额定转速均小于4种轴承刚度下转子的前3阶临界转速,不会发生共振。谐响应振幅随支承刚度增大而降低,支承刚度为2.6×10^(5) N/mm时振幅最大,X、Y、Z方向分别为0.44、0.32、0.16 mm。不同支承刚度在X方向上最大振幅均分别为0.44、0.28、0.24、0.19 mm,降低幅度分别为36.4%、14.3%、20.83%。研究结果可为类似泵的轴承选型以及转子结构优化等提供参考。

一种自动化垂直吊运系统设计优化

建筑厂房中,垂直吊运系统对工程的正常运行具有重要作用。但在系统结构选型布设方面,项目技术人员通常凭经验进行选择,难以兼顾吊运系统中起重能力、吊重能力、建筑高度、成本、附着位置、机械碰撞等多种因素,因而容易出现起重能力不足、覆盖盲区、附着位置选择困难等情况。该文通过对某主厂房的设备吊装需求进行分析,设计了一套13 t自动化垂直吊运系统,并运用有限元分析软件对整体机构进行静力学仿真模拟,确保了结构的强度与稳定性,为自动化垂直吊运系统的设计与优化提供了理论支撑。

切割型双叶片排污泵设计与试验

为解决污水处理用排污泵叶轮易堵塞、效率低等问题,该文设计了一种新型切割型双叶片排污泵。采用CFX对设计的排污泵进行了全流道数值模拟,得出了叶轮内压力、流线分布等情况,分析出了该型泵内部流动的特点和通过能力提高的原因。通过样机试验得到该泵额定流量点的效率为76.53%,扬程为14 m,效率高于国家标准10%。该水力设计方法对排污泵水力设计具有一定参考价值。

切割型双叶片潜污泵设计和数值模拟

为解决污水处理用排污泵叶轮易堵塞、效率低等问题,设计了一种新型切割型双叶片潜污泵。分析叶轮特点,提出叶轮水力设计方法,并对泵进行了全流道数值模拟,得出了叶轮内压力、湍动能、流线分布等情况,从而分析出该泵内部流动的特点和通过能力提高的原因。基于性能预测方法对规定工况点的性能进行预测,验证设计方法的可行性。

离心泵流场仿真有限元分析优化

随着计算流体学(CFD)技术的发展,为水泵设计计算带来了更好的研究方法。应用流体动力学软件FLUENT,采用多参考系坐标模型和标准κ-ε双方程湍流模型,对一种标准离心泵的内部流场进行模拟计算,通过对泵内流场的压力分布和速度分布进行分析,得到其内的流动状态,并与实验性能曲线进行对比,并根据结果优化泵体设计,为提高泵体效率提供了理论依据。

干燥塔结构设计有限元分析

为判定干燥塔设计的合理性,根据设计图纸建立整体结构力学模型,采用ANSYS仿真分析软件,考虑介质内压力、结构自重、内件重力和支座作用力等载荷,设置设计工况、试验载荷和疲劳载荷三种工况,对干燥塔整体结构进行数值模拟和应力分析计算。结果表明,干燥塔三种工况下的整体结构强度满足校核要求,说明其理论设计厚度满足设计要求,为干燥塔结构设计提供了理论支撑。

上流式水轮曝气机CFD仿真分析

为保证曝气机的性能满足设计要求,对曝气机水力模型进行三维建模,基于k-ω多相湍流模型,通过对扩散过程、传质过程和气液两相流理论的分析,利用ANSYS CFX有限元仿真软件,对曝气机的内部流场进行数值模拟。得到曝气机内部流场的速度分布图和压力分布图,计算了曝气机作用下的水体含氧量及曝气机效率两项主要技术指标。结果表明,利用计算流体动力学进行三维多相湍流数值模拟得到的两项技术指标均能达到设计需求,为曝气机优化设计提供了参考和指导。

前伸式双叶片环保用泵的正交优化设计

为提高环保用污水泵效率,采用正交试验法设计了新型前伸式双叶片泵。选取双叶片环保泵叶轮进口直径Dj、叶轮出口直径D2、叶片出口安放角β2b以及叶片包角θ,按照L9(34)正交表设计出9组方案,分别对每组方案进行CFD分析,获得了不同设计方案在额定工况下的性能曲线。根据正交试验结果,分析了不同几何参数对泵扬程、效率的影响规律,得出对效率η的影响顺序为:D2>β2b>θ>Dj,对扬程H的影响顺序为:D2>β2b>Dj>θ,并提出了优化设计方案。优化后的样机试验结果为:额定流量点效率为76.53%,扬程为14.4 m,其扬程和效率均超过国家标准及国内同类产品。