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我公司依托专业技术软件对需进行节能改造的水泵、风机叶轮进行定制设计。从考虑水力损失最小、效率最高和汽蚀性能最好着手,基于三元流理论的专业设计软件与CFD流体力学计算和优化相结合的方法,寻找不同的流动和几何参数的最优组合,从设计上保证产品性能。

  >>三元流叶轮设计技术  

水泵、风机由电机等原动机带动叶轮旋转,将原动机的机械能转变为被输送流体的动能和压力能。在与叶轮同步旋转的空间坐标系(R、φ、Z)中,任何空间一点均可由此坐标系确定。任何一点的流速W可表示为该点坐标的函数W=f(R,φ,Z),这就是三元流的基本概念。计算图(1)流道中任何空间一点的流速W,这就是三元流动解法。通过三元流动计算,可以得到水泵、风机任意点的流速。

 

图(1)叶轮、圆柱坐标(R、φ、Z)及流动速度W

三元流设计技术是根据“三元流动理论”将叶轮内部的三元立体空间无限地分割,通过对叶轮流道内各工作点的分析,建立起完整、真实的叶轮内流体流动的数学模型,进行网格划分和流场计算。运用三元流设计方法优化叶片的进出安放角、叶片数、扭曲叶片各截面形状等要素,其结构可适应流体的真实流态,从而避免叶片工作面的流动分离,减少流动损失,并能控制内部全部流体质点的速度分布,获得水泵、风机内部的最佳流动状态,保证流体输送的效率达到最佳。

  >>三元流叶轮制造技术  

对于中小型三元流叶水泵轮,采用金属模精密铸造,保证叶轮的精度和表面质量。大型三元流水泵叶轮,叶片毛坯采用铸造或锻造,叶片和叶轮的前后盖板均采用数控加工,叶轮部件采用拼焊工艺,大型风机和空气压缩机叶轮结合CAD/CAM技术,采用五轴联动数控铣床精密加工。

依据三元流动理论设计出来的叶轮配以先进的三元流叶轮制造工艺,使叶轮的叶片型线完全达到设计要求,最大限度地降低了泵(风机、空气压缩机)内损失、冲击和噪音,泵(风机、空气压缩机)的效率和运行可靠性得以显著提高。

  >>三元流叶轮特点           

●  子午流道三元流叶片宽,轮毂减少,通流能力增大,提高了水力效率;

●  子午流道三元流叶轮直径减少,而出口宽度增大,提高了水力效率;

●  三元流水泵叶轮槽道更宽,叶轮槽道水流速减小,因此可以避免汽蚀或减缓汽蚀现象发生,三元流风机和空气压缩机叶轮轨迹更顺应气体流动方向,减少漩涡的形成;

●  三元流水泵叶片扭曲度较一元流大很多,三元流叶片进口边向来流进口伸展,减少了进口损失,提高了汽蚀性能;

●  对中、高比转速的三元流双吸泵叶轮,采用相邻叶片相互交错的结构,大大降低了水流脉冲,使水流更加平稳,效率更高,汽蚀余量更低;

●  三元流叶轮减少了进口冲击和出口尾迹脱流等损失,使泵、风机、空气压缩机的效率真正得以提高。



           三维流场分析(1)                                     三维流场分析(2)

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