我公司依托專業(yè)技術(shù)軟件對(duì)需進(jìn)行節(jié)能改造的水泵、風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)行定制設(shè)計(jì)。從考慮水力損失最小、效率最高和汽蝕性能最好著手,基于三元流理論的專業(yè)設(shè)計(jì)軟件與CFD流體力學(xué)計(jì)算和優(yōu)化相結(jié)合的方法,尋找不同的流動(dòng)和幾何參數(shù)的最優(yōu)組合,從設(shè)計(jì)上保證產(chǎn)品性能。
水泵、風(fēng)機(jī)由電機(jī)等原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn),將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)楸惠斔土黧w的動(dòng)能和壓力能。在與葉輪同步旋轉(zhuǎn)的空間坐標(biāo)系(R、φ、Z)中,任何空間一點(diǎn)均可由此坐標(biāo)系確定。任何一點(diǎn)的流速W可表示為該點(diǎn)坐標(biāo)的函數(shù)W=f(R,φ,Z),這就是三元流的基本概念。計(jì)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(jì)算,可以得到水泵、風(fēng)機(jī)任意點(diǎn)的流速。
圖(1)葉輪、圓柱坐標(biāo)(R、φ、Z)及流動(dòng)速度W
三元流設(shè)計(jì)技術(shù)是根據(jù)“三元流動(dòng)理論”將葉輪內(nèi)部的三元立體空間無(wú)限地分割,通過(guò)對(duì)葉輪流道內(nèi)各工作點(diǎn)的分析,建立起完整、真實(shí)的葉輪內(nèi)流體流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型,進(jìn)行網(wǎng)格劃分和流場(chǎng)計(jì)算。運(yùn)用三元流設(shè)計(jì)方法優(yōu)化葉片的進(jìn)出安放角、葉片數(shù)、扭曲葉片各截面形狀等要素,其結(jié)構(gòu)可適應(yīng)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(nèi)部全部流體質(zhì)點(diǎn)的速度分布,獲得水泵、風(fēng)機(jī)內(nèi)部的最佳流動(dòng)狀態(tài),保證流體輸送的效率達(dá)到最佳。
對(duì)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(shù)控加工,葉輪部件采用拼焊工藝,大型風(fēng)機(jī)和空氣壓縮機(jī)葉輪結(jié)合CAD/CAM技術(shù),采用五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床精密加工。
依據(jù)三元流動(dòng)理論設(shè)計(jì)出來(lái)的葉輪配以先進(jìn)的三元流葉輪制造工藝,使葉輪的葉片型線完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求,最大限度地降低了泵(風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī))內(nèi)損失、沖擊和噪音,泵(風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī))的效率和運(yùn)行可靠性得以顯著提高。
● 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(xiàn)象發(fā)生,三元流風(fēng)機(jī)和空氣壓縮機(jī)葉輪軌跡更順應(yīng)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(duì)中、高比轉(zhuǎn)速的三元流雙吸泵葉輪,采用相鄰葉片相互交錯(cuò)的結(jié)構(gòu),大大降低了水流脈沖,使水流更加平穩(wěn),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(jī)、空氣壓縮機(jī)的效率真正得以提高。