水泵设计的流体及结构分析

　　水泵种类繁多，结构差异很大。注塞泵和叶片泵的结构完全不同，仿真分析的需求因此不同；同一类型的水泵，泵的体积不同，产品的设汁特点也不同。从设计的角度看．最核心的内容是过流件曲面的设计；从制造的角度看，最核心的技术是铸造以及与铸造模样设计与制造相关的数控加工和快速原形技术；从分析的角度看，主要涉及流体仿真分析和结构有限元分析。

　　大型水泵一般是按客户的要求定制化生产的，水泵的每一种变形。都需要一套完整的技术义件。

　　水泵叶轮曲面的加工有两种方法，铣削法和铸造成型法。叶轮的铣削和铸造模样的型芯、型腔加工都涉及曲面的数控加工。过流面的加工都需要保证曲面的精度，从而保证水泵的水力学性能。

　　水泵设计制造中的最核心技术是过流件的水力学性能设计，叶轮、蜗壳、导流体、导流片、出水口、进水口及栅格的型面都将影响水泵的水力学性能。流体的流动特性决定了水泵的过流部件和流道是一些复杂的曲面，因为泵内流体的流动是三维的，包括涡流和紊流状态，设计时还要考虑固定部分、转动部分以及流体之间的交互作用。

　　(1)根据水泵模型和叶轮的转速求水泵的扬程、流量和效率。

　　(2)计算叶轮的效率和流体在管路中的水头损失。

　　(3)分析工作过程中产生的气穴和空蚀。

　　(4)水泵内部流体的压力场分布和速度场分布。

　　(5)在流体作用下叶轮表面所受的水压载荷。

　　(6)根据水泵的结构和叶轮的转速求水泵的驱动力矩。

　　(7)根据浑水工下水泵参数数据修汀参数。

　　有条件情况下应进行浑水试验的校核与在浑水条件下的参数修正。

　　此外，还要依靠分析软件对水泵的结构强度、零部件的疲劳寿命、结构动力学进行分析，从而通过结构优化设汁减小水泵的振动，提高动态性能。最基础、最重要的分析是求解系统的固有频率和相应的振型，为电机的选择提供依据。

 

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