CZ系列卧式离心泵叶轮叶片型线优化.pdf

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5、的应用最广的通用机械。泵分为很多种类，其中离心泵所占的比重最大。目前国内离心泵产品的效率与国外相比存在着一定差距。离心泵效率的提高对提高生产效率、节能减排有着非常大的意义。离心泵属于叶片式泵，主要由叶轮和泵体组成。其中叶轮是影响泵效率的最重要的部件，设计具有高效水力模型的叶轮是提高离心泵效率的关键。本文针对CZ系列卧式离心泵的叶轮叶片型线进行优化，以提高泵的效率。本课题以CZ50-315型离心泵作为研究对象，完成叶轮叶片型线的优化，由于CZ系列卧式离心泵的叶轮叶片型线具有相似性，研究结果同样可应用于其他型号的

6、泵。根据CZ50-315型离心泵的额定工况参数，对离心泵叶轮实施参数化设计。根据优化后的参数利用SolidWorks完成离心泵的三维建模。利用SolidWorks中的流场仿真插件FlowSimulation对离心泵装配体三维模型进行流场分析，得到泵内流场仿真压力分布切面图、速度分布切面图和仿真数据。通过观察流场压力、速度分布图，并分析仿真数据，发现离心泵叶轮叶片处流体的流动发生边界层分离，导致泵出口扩散管内产生涡旋、回流等现象。因此，本文利用边界层分离理论为优化方法，在不改变叶轮外径等主要参数的情况下，根据设

7、计叶轮所得参数计算边界层无分离叶片型线的速度系数K，即可求出边界层无分离的叶片型线参v数方程的具体表达式。根据无分离型线的表达式绘制出优化后的叶片剪裁图，并结合叶轮的主要参数对优化后叶轮按照之前的步骤进行三维建模和流场仿真。将叶轮优化后的离心泵流场仿真结果与原型泵的流场仿真结果进行对比。经过叶轮优化后离心泵内流场没有出现涡旋、回流等现象，能量损失减小，在同等的工况下，效率有了明显的提高，体现出了优化的效果。关键词：离心泵，叶轮设计，三维建模，流场仿真，叶片型线优化，边界层分离IAbstractAbstract

8、Pumpisakindoffluidmachinerywhichiscloselyrelatedtotheproductionandlifeofhumanbeings.Theuseofthepumpisverylarge,itisthemostwidelyusedafterthemotorofgeneralmachinery.Pumpisdividedintomanytypes,inwhichthe