水泵設計的流體及結構分析

　　水泵種類繁多，結構差異很大。注塞泵和葉片泵的結構完全不同，仿真分析的需求因此不同；同一類型的水泵，泵的體積不同，產品的設汁特點也不同。從設計的角度看．最核心的內容是過流件曲面的設計；從制造的角度看，最核心的技術是鑄造以及與鑄造模樣設計與制造相關的數控加工和快速原形技術；從分析的角度看，主要涉及流體仿真分析和結構有限元分析。

　　大型水泵一般是按客戶的要求定制化生產的，水泵的每一種變形。都需要一套完整的技術義件。

　　水泵葉輪曲面的加工有兩種方法，銑削法和鑄造成型法。葉輪的銑削和鑄造模樣的型芯、型腔加工都涉及曲面的數控加工。過流面的加工都需要保證曲面的精度，從而保證水泵的水力學性能。

　　水泵設計制造中的最核心技術是過流件的水力學性能設計，葉輪、蝸殼、導流體、導流片、出水口、進水口及柵格的型面都將影響水泵的水力學性能。流體的流動特性決定了水泵的過流部件和流道是一些復雜的曲面，因為泵內流體的流動是三維的，包括渦流和紊流狀態，設計時還要考慮固定部分、轉動部分以及流體之間的交互作用。

　　(1)根據水泵模型和葉輪的轉速求水泵的揚程、流量和效率。

　　(2)計算葉輪的效率和流體在管路中的水頭損失。

　　(3)分析工作過程中產生的氣穴和空蝕。

　　(4)水泵內部流體的壓力場分布和速度場分布。

　　(5)在流體作用下葉輪表面所受的水壓載荷。

　　(6)根據水泵的結構和葉輪的轉速求水泵的驅動力矩。

　　(7)根據渾水工下水泵參數數據修汀參數。

　　有條件情況下應進行渾水試驗的校核與在渾水條件下的參數修正。

　　此外，還要依靠分析軟件對水泵的結構強度、零部件的疲勞壽命、結構動力學進行分析，從而通過結構優化設汁減小水泵的振動，提高動態性能。最基礎、最重要的分析是求解系統的固有頻率和相應的振型，為電機的選擇提供依據。

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