我公司依托專(zhuān)業(yè)技術(shù)軟件對需進(jìn)行節能改造的水泵、風(fēng)機葉輪進(jìn)行定制設計。從考慮水力損失最小、效率最高和汽蝕性能最好著(zhù)手,基于三元流理論的專(zhuān)業(yè)設計軟件與CFD流體力學(xué)計算和優(yōu)化相結合的方法,尋找不同的流動(dòng)和幾何參數的最優(yōu)組合,從設計上保證產(chǎn)品性能。
水泵、風(fēng)機由電機等原動(dòng)機帶動(dòng)葉輪旋轉,將原動(dòng)機的機械能轉變?yōu)楸惠斔土黧w的動(dòng)能和壓力能。在與葉輪同步旋轉的空間坐標系(R、φ、Z)中,任何空間一點(diǎn)均可由此坐標系確定。任何一點(diǎn)的流速W可表示為該點(diǎn)坐標的函數W=f(R,φ,Z),這就是三元流的基本概念。計算圖(1)流道中任何空間一點(diǎn)的流速W,這就是三元流動(dòng)解法。通過(guò)三元流動(dòng)計算,可以得到水泵、風(fēng)機任意點(diǎn)的流速。
圖(1)葉輪、圓柱坐標(R、φ、Z)及流動(dòng)速度W
三元流設計技術(shù)是根據“三元流動(dòng)理論”將葉輪內部的三元立體空間無(wú)限地分割,通過(guò)對葉輪流道內各工作點(diǎn)的分析,建立起完整、真實(shí)的葉輪內流體流動(dòng)的數學(xué)模型,進(jìn)行網(wǎng)格劃分和流場(chǎng)計算。運用三元流設計方法優(yōu)化葉片的進(jìn)出安放角、葉片數、扭曲葉片各截面形狀等要素,其結構可適應流體的真實(shí)流態(tài),從而避免葉片工作面的流動(dòng)分離,減少流動(dòng)損失,并能控制內部全部流體質(zhì)點(diǎn)的速度分布,獲得水泵、風(fēng)機內部的最佳流動(dòng)狀態(tài),保證流體輸送的效率達到最佳。
對于中小型三元流葉水泵輪,采用金屬模精密鑄造,保證葉輪的精度和表面質(zhì)量。大型三元流水泵葉輪,葉片毛坯采用鑄造或鍛造,葉片和葉輪的前后蓋板均采用數控加工,葉輪部件采用拼焊工藝,大型風(fēng)機和空氣壓縮機葉輪結合CAD/CAM技術(shù),采用五軸聯(lián)動(dòng)數控銑床精密加工。
依據三元流動(dòng)理論設計出來(lái)的葉輪配以先進(jìn)的三元流葉輪制造工藝,使葉輪的葉片型線(xiàn)完全達到設計要求,最大限度地降低了泵(風(fēng)機、空氣壓縮機)內損失、沖擊和噪音,泵(風(fēng)機、空氣壓縮機)的效率和運行可靠性得以顯著(zhù)提高。
● 子午流道三元流葉片寬,輪轂減少,通流能力增大,提高了水力效率;
● 子午流道三元流葉輪直徑減少,而出口寬度增大,提高了水力效率;
● 三元流水泵葉輪槽道更寬,葉輪槽道水流速減小,因此可以避免汽蝕或減緩汽蝕現象發(fā)生,三元流風(fēng)機和空氣壓縮機葉輪軌跡更順應氣體流動(dòng)方向,減少漩渦的形成;
● 三元流水泵葉片扭曲度較一元流大很多,三元流葉片進(jìn)口邊向來(lái)流進(jìn)口伸展,減少了進(jìn)口損失,提高了汽蝕性能;
● 對中、高比轉速的三元流雙吸泵葉輪,采用相鄰葉片相互交錯的結構,大大降低了水流脈沖,使水流更加平穩,效率更高,汽蝕余量更低;
● 三元流葉輪減少了進(jìn)口沖擊和出口尾跡脫流等損失,使泵、風(fēng)機、空氣壓縮機的效率真正得以提高。