基于流固耦合的轴流泵叶轮结构分析

2013-11-13 朱利 西华大学

  为了准确计算轴流泵叶轮的应力分布状况,采用了FLUENT软件与ANSYS软件协同仿真的方法。基于FLUENT,N-S控制方程与标准k-ε湍流模型对轴流泵全流道进行了三维流动计算,通过Workbench流固耦合技术传输数据,应用ANSYS对轴流泵叶轮进行了结构计算。通过数值分析,确定了叶片应力集中区域,得出了叶片应力从叶顶到叶根逐渐增大的分布规律。计算结果为轴流泵叶轮的优化设计提供了有利的依据。

1、前言

  风轮是轴流泵决定性的过流主件一个,风轮在自动程序运行进程中引起的剪切力和变化对轴流泵的应急自动程序运行起着决定性的应响,故此有这个必要对轴流泵风轮在正常情况上班时需受的剪切力和变化确定正确研究分析。   日前,在对轴流泵风轮的机构标准局限元探讨中,水射流对风轮界面的压多是使用变得系统优化的方式将等效压初始化到轴流泵风轮界面对风轮做好标准探讨。很明显这个利用变得系统优化的方式初始化压得到了的最终最后与实际最终最后有个定的地域差异,尚是不能非常用于轴流泵风轮系统优化方案的理论依据。   以便就可以好地仿真轴流泵运行的真正度状态,应将流场讲解时的的风扇叶片表明层的真正度有压力打开到刚度讲解的风扇叶片仿真模型表明层去流固耦合电路电路讲解。文中所采用十分有限元讲解APPANSYSWorkbench对轴流风扇叶片去双向流固耦合电路电路讲解,讲解最后一方面阐述了轴流泵内层的还是流动性规律公式,还的了风扇叶片的应力比和弯曲布局状态,为轴流泵风扇叶片的构造设计构思制作和改善设计构思制作具备了计算结果合理性。

2、轴流泵流场分析

  2.1、几乎方程式   这篇文章用雷诺时均N-S方程式和规范标准k-ε湍流对模型与SIMPLE算法为基础实现计算出来。公式计算下面的:

基于流固耦合的轴流泵叶轮结构分析

  (1)三维空间不得压陆续方程式式和动量方程式式为:

轴流泵叶轮整体变形

图8 轴流泵风扇叶片整体风格变型

叶片径向方向变形曲线

图9 叶轮径向方法变弯拟合曲线   由图8和图9确知,风叶的弯曲格外均,从轮毂到轮缘正在逐步扩增并在紧挨轮毂处弯曲太小且變化迟滞,到叶子内侧弯曲加快推进且弯曲扩增等到以达到非常大弯曲0.05mm。是因为非常大弯曲无法事情耍求,所以说形式定量分析的结杲核验了所制定的轴流泵无法制定耍求。

4、结论

  (1)轴流泵轮毂和嫩叶组合处发生应力应变聚焦,因而针对于轴流泵转子的设定和系统优化会重要遵循前方的刚强度;   (2)主要包括流固合体具体方法对轴流泵风机水泵叶轮使用结案构静热学模拟,分享取得的载荷和开裂数据统计对轴流泵风机水泵叶轮的组成优化系统设计的与程序运行有指引目的。