基于CFD法的流体机械设计

秦立庆,颜文煅

(闽南理工学院,福建 石狮 362700)

流体机械是一种机械设备，以流体作为机械生产的关键能源，结构主要由定子、转子、行星辊、同步机构四部分构成，几乎没有易损件，有关型线均由对应的轨迹曲线方程确定，平滑过渡、运转平顺，在同步机构作用下，行星辊相对于转子做转速相同、方向相反的旋转运动，转子相对于定子内腔同心旋转。流体机械主要用于为机械设备的正常运行提供动力。流体机械广泛应用于水利、热电、给排水、化工、冶金等各领域，适用于水、海水、油品、喷煤粉、焦炉煤气、含尘气体等介质中,在泵的出口或管路中起到止回和截止功能。由于流体机械的广泛应用，在中国，针对流体机械的设计研究并不罕见，传统的流体机械设计方法中流体机械的参数设定主要依靠试验所得，再通过设计人员自身的经验对试验所得参数加以筛选、调整，最终完成流体机械设计。近年来，有学者提出建立流体机械的有限元模型对固体强度进行数值计算，对内部参数和流场进行数值模拟分析，获得较直观的应力分布仿真图和内部流场仿真图，在此基础上对流体机械进行进一步优化设计[1]。还有学者提出将正交试验结合数值模拟，考虑液环真空泵叶轮的多因素进行优化设计，改善内部流动状态[2]。但上述传统方法针对部分流体机械进行设计，会在参数设定时存在一定误差，在投入实际应用一段时间后，存在相对总压效率难以满足现实需求的问题，导致流体机械的气动性能与预期相比相差甚远。……