[發(fā)明專利]一種離心泵流道設(shè)計方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110231370.6
• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號: CN113111447B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張明星;宋滿
• 申請（專利權(quán)）人: 晉能大土河熱電有限公司;傲源流體技術(shù)（上海）有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;G06F30/28;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/08;G06F119/14;G06F113/14
• 代理公司: 太原申立德知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 張向瑩

1.一種離心泵流道設(shè)計方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：以所需離心泵的二維圖為基礎(chǔ)，利用三維制圖工具建立所述離心泵的三維模型；所述離心泵包括泵殼，所述泵殼內(nèi)有葉輪，所述葉輪與泵軸連接，所述泵軸用于驅(qū)動所述葉輪轉(zhuǎn)動；

S2：將所述離心泵的三維模型進(jìn)行網(wǎng)格化處理，所述的網(wǎng)格化處理是按照線網(wǎng)格、面網(wǎng)格、體網(wǎng)格的順序，將所述三維模型分割成若干個細(xì)小的模塊，以單個模塊為一個計算單元，建立離心泵流道的數(shù)學(xué)求解模型；其網(wǎng)格化的精細(xì)度是根據(jù)所述三維模型中流道不同位置的幾何體復(fù)雜程度和流體的工況條件來決定，當(dāng)所述幾何體存在彎曲不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，所述網(wǎng)格化的精細(xì)度越高；當(dāng)所述流體的工況溫度越高，所述網(wǎng)格化的精細(xì)度越高；

S3：根據(jù)生成的離心泵流道數(shù)學(xué)求解模型進(jìn)行單個模塊的流道計算；

S4：將所述單個模塊計算的結(jié)果按照網(wǎng)格化的結(jié)構(gòu)組合起來得到流道模型，所述流道模型包括流道內(nèi)部流場圖形和壓力分布、葉輪扭矩、溫度分布；

S5：通過仿真技術(shù)檢驗所述流道模型，根據(jù)檢驗結(jié)果調(diào)整所述流道模型；

S6：確定所述流道模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離心泵流道設(shè)計方法，其特征在于：所述根據(jù)生成的離心泵流道數(shù)學(xué)求解模型進(jìn)行單個模塊的流道計算；在具體的流道計算中，需設(shè)置邊界條件，所述邊界條件包括所述三維模型中的流道壁面、速度進(jìn)口、自由出流進(jìn)口與出口、交互面、流體，將葉輪區(qū)域的流體設(shè)置為轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)軸方向使用右手螺旋準(zhǔn)則。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離心泵流道設(shè)計方法，其特征在于：所述檢驗結(jié)果包括流道的溫度分布圖、靜壓分布圖、葉輪扭矩、泵的出力效率。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種離心泵流道設(shè)計方法，其特征在于：所述交互面是指不同介質(zhì)之間的接觸面，具體為流道與流體之間的交互面。

5.一種離心泵流道設(shè)計系統(tǒng)，其特征在于，包括如下幾部分：

第一部分：以所需離心泵的二維圖為基礎(chǔ)，利用三維制圖工具建立所述離心泵的三維模型；所述離心泵包括泵殼，所述泵殼內(nèi)有葉輪，所述葉輪與泵軸連接，所述泵軸用于驅(qū)動所述葉輪轉(zhuǎn)動；

第二部分：將所述離心泵的三維模型進(jìn)行網(wǎng)格化處理，所述的網(wǎng)格化處理是按照線網(wǎng)格、面網(wǎng)格、體網(wǎng)格的順序，將所述三維模型分割成若干個細(xì)小的模塊，以單個模塊為一個計算單元，建立離心泵流道的數(shù)學(xué)求解模型；其網(wǎng)格化的精細(xì)度是根據(jù)所述三維模型中流道不同位置的幾何體復(fù)雜程度和流體的工況條件來決定，所述幾何體存在彎曲不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，所述網(wǎng)格化的精細(xì)度越高；所述流體的工況溫度越高，所述網(wǎng)格化的精細(xì)度越高；

第三部分：根據(jù)生成的離心泵流道數(shù)學(xué)求解模型進(jìn)行單個模塊的流道計算；

第四部分：將所述單個模塊計算的結(jié)果按照網(wǎng)格化的結(jié)構(gòu)組合起來得到流道模型，所述流道模型包括流道內(nèi)部流場圖形和壓力分布、葉輪扭矩、溫度分布；

第五部分：通過仿真技術(shù)檢驗所述流道模型，根據(jù)檢驗結(jié)果調(diào)整所述流道模型；

第六部分：確定所述流道模型。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種離心泵流道設(shè)計系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)生成的離心泵流道數(shù)學(xué)求解模型進(jìn)行單個模塊的流道計算；在具體的流道計算中，需設(shè)置邊界條件，所述邊界條件包括所述三維模型中的流道壁面、速度進(jìn)口、自由出流進(jìn)口與出口、交互面、流體，將葉輪區(qū)域的流體設(shè)置為轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)軸方向使用右手螺旋準(zhǔn)則。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種離心泵流道設(shè)計系統(tǒng)，其特征在于，所述交互面是指不同介質(zhì)之間的接觸面，具體為流道與流體之間的交互面。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種離心泵流道設(shè)計系統(tǒng)，其特征在于，所述檢驗結(jié)果包括流道的溫度分布圖、靜壓分布圖、葉輪扭矩、泵的出力效率。