ANSYS泵类解决方案——设计篇1

本文由流体机械CFD授权转载

ANSYS Vista介绍

Vista是针对流体机械(泵,压缩机,风机,涡轮)的设计模块,它提供了叶轮的性能估算,并创建叶轮/蜗壳几何数据。

Vista整合在ANSYS Workbench中,可以方便的传递数据给Blade modeler模块进行参数化设计

Vista由位于英国伦敦的PCA Engineers limited开发。PCA是一家国际工程咨询有限公司,专门从事涡轮机设计、涡轮设计软件和燃气轮机分析设计软件的研发, PCA服务于许多世界著名的轴向和径向涡轮机械制造商――包括航空燃气轮机、工业燃气轮机、汽轮机、空气压缩机、涡轮增压器、气体压缩机、膨胀机和水泵)

Vista CPD泵类设计流程

1. 首先打开ANSYS Workbench,创建一个新的Vista CPD模块。(双击Vista CPD系统或将其拖到Workbench视图中。)

2. 双击Vista CPD可以进入CFD的参数设计界面

3. 指定所需的输入设置:一般输入:转速,体积流量和密度;泵效率;几何约束,例如轴的最小直径系数

4. 在此一维设计过程中可以更改的一些几何设置(例如,叶片数量)。

5. 单击“ catuclate”来计算现有设计下的泵的特性。

6. 评估结果。

7. 继续修改输入数据并刷新(重新生成)结果,直到获得令人满意的一维设计

vista CPD界面介绍

1. 是全局控制:你可以选择你设计的是叶轮还是蜗壳,并进行计算。

2. 是输入参数控制,在这个里面你需要输入泵的设计参数。同时也有几何结果的显示。

3. 是结果的图形显示;比如叶轮/蜗壳的形状显示(子午面)以及外特性曲线。


泵效率图表显示在Efficiency Chart选项卡下的图形显示中。该图显示了速比(没搞清楚这个定义)(Q / N)在0.0001至1.0之间时,无量纲流量下总泵效率。当前设计在图中用黑色正方形表示。

设计时需要的输入条件
首先是选择单位,一般选择SL(我国的都是SL),r转速单位是RPM(r/min);

然后输入以下参数:

  • 转速

  • 体积流量

  • 介质密度

  • 扬程

  • 进口流动角度:一般我们认为进口来流是没有预旋(进口90°来流),一般的进口确实没有,但是加了诱导轮/导叶之后,进口就不是无旋的了,会有一定的流动角度,那么这时候就得说一下进口速度三角形在没有导叶/诱导轮的情况下,一般的吸入室的进口,Cu1都是等于0的,对于有导叶/诱导轮的情况,Cu1可以根据导叶的出口角度和诱导轮的出口角度来确定,一般我们就把α1叫做进口流动角

  • 子午面速度比:这个描述的就是从后盖板面(HUB)到前盖版面(shroud)的速度梯度。一般的1.1就认为前盖版面上(shroud)的速度大于后盖板面上的速度,值小于1就认为后盖板面上的速度大于前盖版面上的速度,如果是1,两个速度就是相等的,讲道理,一般shroud面的速度一般都是大于hub的。

  • 效率:我们都知道流体机械一般都有三种损失:容积损失、机械损失、水力损失(CFD能计算出来),其他两个损失CFD计算不出来。


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