在处理涡轮机械时,例如压缩机,螺旋桨或离心泵之类的泵,最小的设计变更就会产生巨大的影响。根据机器的不同,即使效率提高1%,也可以在机器的整个使用寿命期间节省数千美元的成本。
涡轮机械设计我们的案例:采用CFD的离心泵设计
离心泵设计的CFD分析对于带有中央叶轮的离心泵设计,CFD是分析效率的有益工具。工程师可以使用CFD分析设计的性能,轻松更改参数以查看流量如何受到影响,并创建效率泵曲线。
根据仿真结果,您可以轻松生成泵效率曲线。使用CFD,以最佳速度根据最佳方案找到最高效的设计变得更加简单和快捷。模拟设计可进行流体流动分析,而无需进行物理原型制作,这会浪费时间和成本。
仿真设置
为该离心泵模拟输入了三个单独的几何形状。泵的设计,叶轮和旋转区域。对于此项目,几何体被导入为三个体积。叶轮容积,旋转区域容积和流体流量。叶轮本身在不断旋转,因此可以认为是最具挑战性的部分。因此,包括了旋转区域的额外体积,并应用了多参考框架方法(MRF)。
结果
CFD结果显示出叶轮尖端处的高压和叶轮孔周围的低压区域。当流体进入泵的螺旋蜗壳时,它转化为压力能。在理想的设计中,在该区域经历的压力增加是平稳且逐渐的。但是,在此设计的最初阶段,螺旋蜗壳开始时速度突然降低。这肯定会对泵的效率产生负面影响,应予以检查。
微粒痕迹显示出当流体进入离心泵的叶轮时产生的涡流。结果表明,最靠近眼睛的叶轮叶片角处的压力极低。这带来了泵气蚀的风险。离心泵分析结论
该仿真演示了CFD在识别设计中对效率产生负面影响的区域方面的有用性。使用这样的结果,工程师可以从他们的Web浏览器的舒适性中做出明智的设计决策,以优化涡轮机械设计,以提高整体性能,可靠性和价值。