CFturbo旋轉機械設計方法-泵葉輪篇

2024-06-17

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CFturbo是一款成熟的葉輪及蝸殼設計軟件，內置基本的流體控制方程和豐富的經驗函數。它能夠設計離心及混流式旋轉機械，包括泵、風機、壓縮機和渦輪。本文將介紹如何使用CFturbo進行泵葉輪的設計。

打開軟件并設置參數

1. 打開軟件后，點擊“Pump”選項，進入泵的設計界面。

2. 在總體設計（Global setup）窗口，設置泵的流量、揚程、轉速等性能參數，并定義旋向和介質。該窗口的右邊部分會顯示初算結果。

1. 點擊"＋"按鈕，選擇第一項“New Impeller”，創建一個新的葉輪。

2. 進入葉輪的基礎計算 (Basic calculation) 窗口，在該窗口中完成以下三項設計：

3. 完成以上三項設置后，點擊 OK 鍵，并依次點亮圓框內的十個按鈕，完成葉輪的設置。你也可以點擊第一個按鈕對主體尺寸進行修改。

1. 點擊圓框內的第二個按鈕，進入葉片流道子午面設計界面。

2. 在窗口左邊的葉輪流道尺寸區域，可以拖動各個控制點來設計流道。你也可以右鍵點擊每個控制點，直接輸入坐標值進行設置。為了獲得較好的汽蝕性能，應盡量將進口邊前伸。

3. 窗口中間展示了曲率、慣量和截面積的實時圖形。重點關注截面積的變化趨勢，應盡量使其光順均勻變化，以獲得較高的效率。

4. 窗口右邊顯示了一些計算值，供參考。完成設置后，點擊右下角的 OK 鍵。

1. 在如上圖所示的界面中，葉輪輪廓已初步成型。第三個按鈕已自動激活，點擊葉片設置按鈕進行葉片角的定義。

2. 葉片設計界面如圖所示，分為兩步：

葉片設置 (Blade setup) - 包括葉型選擇和葉片厚度設置。葉型有扭曲式、圓柱形、直出式和自由3D等五種可供選取。輸入相應的葉片厚度即可，窗口右邊顯示進出口的速度三角形。
葉片角度設置 - 系統給出了液流角的默認值，你可以根據經驗或設計要求進行調整。例如，在進口處通常會設計成較小的正沖角。窗口右邊提供了速度三角形的各項數值供參考。

3. 完成設置后，點擊右下角的 OK 鍵確認完成設計。

1. 點擊 "Predict meridional flow" 按鈕，進入預測速度曲線界面。

2. 點擊 "Design blade mean lines" 按鈕，可以設置葉片中心線的曲率和葉片包角。完成設置后，點擊右下角的 OK 鍵確認設計。

3. 點擊 "Design blade Profiles" 按鈕，可以設置葉片厚度的變化規律。通過移動控制點的位置，可以實現葉片厚度的變化。完成設置后，點擊右下角的 OK 鍵確認設計。

4. 點擊 "Round blade leading/trailing edge" 按鈕，可以對葉片的頭部和尾部進行修整。完成修整后，點擊右下角的 OK 鍵確認設計。

1. 點擊 "Model finishing" 鍵，設置相關參數，并點擊 OK 鍵完成葉輪創建工作。

2. 最后兩個按鈕分別是 "Some additional operations for CFD" 和 "Model settings"。前者用于為CFD仿真做準備工作，后者用于控制輸出精度，一般選擇默認即可。

3. 最終生成的葉輪可以通過調整左側結構樹的相關選項來選擇顯示哪些面、線和體。最后，通過菜單欄的 "Basic" 導出為step、iges等三維格式。