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離心泵的新技術(shù)廣泛應用
人氣:65 評論:0 日期:2016-09-03 11:36:37 標簽:全部
進(jìn)入信息時(shí)代的今天,離心泵的設計人員早已經(jīng)利用計算機技術(shù)來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設計(如CAD的利用)大大提高了設計本身的速度,縮短了產(chǎn)品設計的周期。而在生產(chǎn)為主的制造當中,以數控技術(shù)CAM為代表的制造技術(shù)業(yè)已深人到離心泵的生產(chǎn)當中。但是,從日前國內的情況看,數控技術(shù)CAM主要應用在批量產(chǎn)品的生產(chǎn)上。對于單件或小批的生產(chǎn),目前CAM技術(shù)尚未在離心泵行業(yè)當中普遍實(shí)施,單件小批的生產(chǎn)仍舊以傳統生產(chǎn)設備為主。
由于市場(chǎng)要求生產(chǎn)廠(chǎng)商的貨期盡可能縮短,尤其對于特殊產(chǎn)品(針對用戶(hù)要求生產(chǎn)的產(chǎn)品)供貨周期縮短,必然要求離心泵的生產(chǎn)企業(yè)加速利用CAM技術(shù)甚至是計算機集成制造系統(CIMS)。柔性制造(FMC和FMS)對從設計到制造模具、零件加工等各環(huán)節協(xié)調一致處理 保證一旦設計完成,產(chǎn)品零部件的加工也趨于同期完成,以確??s短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。
與此同時(shí),除利用計算機制圖外還將在計算機這個(gè)載體上實(shí)現產(chǎn)品的強度分析、可靠性預估和三維立體設計,將原來(lái)需要在生產(chǎn)中發(fā)現和解決的工藝問(wèn)題、局部結構問(wèn)題及裝配性問(wèn)題等方面提至生產(chǎn)前進(jìn)行防范,縮短產(chǎn)品的試制期。
以CAD為主的新技術(shù)廣泛應用
(1)離心泵的模具、葉片和重要零件開(kāi)始用數控機床加工,從而可以提高離心泵的制造質(zhì)量,圖 1 是用數控銑床加工軸流離心泵葉片和用于加工的葉片三維圖。
(2)離心泵水力設計與繪型軟件逐漸代替人工計算和繪圖 有人問(wèn)用這個(gè)軟件設計的離心泵效率有多高,這是外行人說(shuō)的話(huà),再好的軟件也要人去使用,可以溶入設計者的設計思想和經(jīng)驗,而且快速、準確。圖 2 是用 JP1 軟件設計的螺旋離心離心泵葉輪水力圖,設計該圖只需 10min ,人工設計可能要兩天。
(3)離心泵內流場(chǎng)計算從準三元非黏性流動(dòng)向全三元黏性流動(dòng)進(jìn)展 準三元非黏性流動(dòng)計算的主要方法是 S1 、 S2 兩類(lèi)流面迭代,它是把三維流動(dòng)降維成二維,也就是用子午面(軸面)和任意轉面(流面)上的流動(dòng)進(jìn)行迭代求解,解決三維流動(dòng)問(wèn)題。由于把復雜的三維流動(dòng)簡(jiǎn)化成二維求解,使得解的精度受到影響。 近年計算流體動(dòng)力學(xué)( Computational Fluid Dynamics ) , 簡(jiǎn)稱(chēng) CFD 問(wèn)世,為流體機械流場(chǎng)計算提供了新的思路和手段。用 CFD 進(jìn)行流場(chǎng)計算,首先要把計算區域畫(huà)成三維實(shí)體,然后生成網(wǎng)格 ( Grid Generation ),再用商用 CFD 軟件 Fluent 等進(jìn)行計算,見(jiàn)圖 3 。
(4)內部流場(chǎng)測量 以前經(jīng)常采用探針進(jìn)行測量,一方面控針本身對流動(dòng)的影響很大,另一方面測量旋轉流場(chǎng)的轉換裝置也很復雜。進(jìn)一步使用激光多普勒測速儀( LVD ) ,它是用激光照射流動(dòng)中的粒子,光被粒子散射,根據散射的成度測量流速。這種方法已經(jīng)成熟并廣泛應用,但是一般只測量一點(diǎn)速度的某一分量?,F在開(kāi)始使用粒子圖象測速技術(shù)( PIV ),其工作原理是在流場(chǎng)中散布示蹤粒子,用脈沖片光源照射流場(chǎng),通過(guò)連續兩次或多次曝光,粒子圖象被記錄在底片上,由此獲得流場(chǎng)速度分布。這種方法突破傳統的單點(diǎn)測量的限制,可瞬時(shí)無(wú)接觸測量一個(gè)截面上的速度分布,具有較高的測量精度。
(5)優(yōu)化設計方法 為了提高離心泵的性能,許多學(xué)者進(jìn)行了優(yōu)化設計方法研究。歸納起來(lái)主要有以下幾種方法:以?xún)?yōu)秀模型統計資料為基礎的速度系數優(yōu)化法;以水力損失最小為目標的損失極值優(yōu)化法;以某一指標為目標函數的準則篩選優(yōu)化法。值得說(shuō)明的是目前的優(yōu)化設計方法,可能只對具體離心泵的設計有指導意義。另外 CFD 等先進(jìn)技術(shù)的問(wèn)世,在很大程度上沖淡了對優(yōu)化設計的興趣,近兩年研究?jì)?yōu)化設計方法的學(xué)者逐漸減少。
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