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时间:2019-05-31
《CAD_CAE在流体机械领域中的应用_韩绿霞》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第三届中国CAE工程分析技术年会论文集CAD/CAE在流体机械领域中的应用韩绿霞宋怀俊(郑州大学化工学院,河南郑州450001E-mail:hanluxia@zzu.edu.cn)摘要:::本文主要介绍了:Excel、Solidworks在进行离心泵叶轮优化设计方面的应用,研究了叶轮轴面、平面投影图的绘制以及过流面积的检查,同时进行叶轮的三维建模;最后介绍了ANSYS有限元分析软件和Solidworks软件的无缝连接。关键词:::优化设计:,Excel,Solidworks,ANSYS中图分类号:::TH112:文献标识码文献标识码:::A:The
2、researchoftheoptimumdesigninLowspecificspeedcentrifugalimpellerHANLu-XiaSONGHuai-Jun(CollegeofChemicalEngineering,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450001,China)Abstract:ThearticleintroducesoptimumdesignmodelofaimpellerbyuseofExcelandSolidworkssoftware,andresearchesthefluidareachec
3、kedandthedrawoftheaxialandtheplaneprojectiondrawbyExcelsoftware,threedimensionmodelofthetheimpellerbySolidworks.Finally,themethodoftheinformationexchangebetweentheANSYSandtheSolidworkssoftwareisintroducedKeywords:Optimizationdesign,Excel,Solidworks,ANSYS叶轮是影响离心泵性能的重要做功元件,高效率、高
4、性价比的离心泵叶轮研发需要消耗工程技术人员大量的时间和精力;本文结合Excel和Solidworks软件的应用,利用速度系数法进行了低比转数离心泵叶轮的优化设计方法的探讨,为工程技术人员在进行类似新产品研发[1]过程中寻求一种高效、快捷的新方法。1111低比转数叶轮的结构设计低比转数叶轮的结构设计[2]设计条件如下表1,应用速度系数法并借助于Excel软件计算叶轮的主要尺寸。表1计算条件3介质扬程m流量m/h转速r/min稀硝酸722801480比转数ns水力效率容积效率机械摩檫效率总效率610.970.950.890.82414426第三届中国C
5、AE工程分析技术年会论文集Excel软件的公式函数、数组功能和图表处理用来进行工程计算具有很大的优越性,在利用速度系数法进行叶轮的结构设计过程中,笔者应用Excel的数据处理功能完成了低比转数叶轮的设计计算(如图1)。以比转数的计算为例,在C5单元格中输入“=3.65*E2*(D2/3600)^0.5/C2^(3/4)”回车,即可得到比转数的计算结果ns=61,此处E2、D2、C2分别表示单元格引用,当扬程、流量、转速发生改变时,只需在E2、D2、C2单元格内修改其值,则比转数的计算结果可以得到相应更新。单元格引用对工程中的大量重复计算颇有[3]意
6、义,可以很大限度地减小工程技术人员的计算工作量。图1叶轮主要尺寸计算Fig1Thecalculationofmostimpellerdimension222叶片绘型2叶片绘型叶片形状复杂,设计和制造的不准确必定影响离心泵的性能,而准确绘制叶片形状是设计高效率离心泵的前提。SolidWorks是全参数化特征造型软件,有变量化的草图轮廓绘制和全面的零件实体建模功能,驱动参数改变草图或特征的大小和位置。因此,笔者尝试采用Solidworks软件进行叶轮[4]轴面投影图和叶轮平面投影图的绘制,并利用Excel计算软件进行其流道的检查。2.12.12.1轴面
7、投影图的绘制与检查轴面投影图的绘制与检查415427第三届中国CAE工程分析技术年会论文集按照轴面投影图的形状绘制草图轮廓,在完成草图轮廓后进行尺寸标注,通过尺寸驱动草图轮廓形状的改变,并同时为相关几何要素填加约束关系,如叶轮前后盖板处的圆角分别与叶轮入口轮廓、前盖板处流线添加相切约束关系,即可得到如图2所示的轴面投影图,其过渡圆可以参考其它低比转数叶轮确定,或指定其尺寸,再根据轴面投影图的检查结果去进行修改。图2轴面和平面投影图的绘制轴面投影图的形状绘制结束后,需Fig2Theprotractingoftheimpelleraxialandpla
8、ne要在前后盖板的流线之间绘制一系列projectiondraw圆,同样利用尺寸驱动和相切约束关系保证相邻两圆之间的圆心距
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