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高比转数混流泵叶轮水力设计CAD系统的研究

作　者: 许旭东
导　师: 汤方平
学　校: 扬州大学
专　业: 水利水电工程
关键词: 混流泵 水力设计 CAD 二次开发
分类号: TH313
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 104次
引　用: 1次
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内容摘要


随着电子计算机的广泛应用,计算机辅助设计(CAD)技术在国内外均得到了长足发展。采用先进的CAD技术,不仅保证了产品的设计质量,而且大大缩短了设计周期,提高了设计能力,实现了设计方案的最优化。目前CAD技术在各个领域都得到了广泛的应用,在泵的制造业中亦得到了充分的认可。我国的水泵CAD技术虽然也取得了一定的发展,但由于起步较晚,总的应用水平还比较低,特别是对高比转数混流泵的研究还不够深入。本文结合目前混流泵研究的优秀成果,利用Visual Basic程序语言以AutoCAD为图形支撑平台进行二次开发,在Windows环境下研发了一套适用于高比转数可调节混流泵叶轮水力设计的CAD系统,基本实现了混流泵的计算机辅助设计。系统设计采用了面向对象的设计思想,采用直观、简洁的标准人机对话界面,便于用户使用,大大提高了水力设计的效率。综合混流泵一元理论的设计经验,绘制叶轮轴面投影图,通过调整叶轮轴面形状参数(前盖板圆弧、后盖板圆弧、进出口边等);在绘制流线时,基于Ω3 =0的二元理论,采用流线迭代法求解叶轮的轴面流动,用样条函数拟合流线,以流线变化光顺为目标,调整流线形状参数(叶片进出口角、进出口边、Vu r的分布等);采用逐点积分法进行叶片绘形;在轴面上进行叶片加厚并在平面投影图上进行叶片头尾修圆;最终生成了叶片表面各离散点三维坐标。通过CFD建模计算,预测水泵性能,验证程序的可靠性。讨论了轮毂比大小、速度矩分布、叶片进出口边位置等设计参数对设计结果的影响,为今后进一步完善和优化混流泵设计奠定了一定的基础。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-11
符号说明  11-12
1 绪论  12-18
  1.1 课题的提出及意义  12-14
    1.1.1 课题的提出  12-13
    1.1.2 课题研究的意义  13-14
  1.2 混流泵及CAD 研究现状  14-17
    1.2.1 国内外混流泵研究现状  14-15
    1.2.2 国内外泵CAD 研究现状  15-17
  1.3 研究的主要内容  17-18
2 CAD 二次开发的理论与方法  18-24
  2.1 CAD 系统开发环境  18-19
  2.2 CAD 系统总体思想  19-20
  2.3 利用VB 基于AUTOCAD 二次开发的原理  20-21
  2.4 利用VB 实现AUTOCAD 二次开发的技术途径  21-23
    2.4.1 引用AutoCAD 部件实现VB 与AutoCAD 接口  21-22
    2.4.2 通过声明AutoCAD 对象变量实现访问AutoCAD 对象  22
    2.4.3 连接AutoCAD  22-23
    2.4.4 编写AutoCAD 应用程序  23
  2.5 本章小结  23-24
3 混流泵叶轮的水力设计  24-43
  3.1 概述  24
  3.2 叶轮CAD 数学模型的建立  24-34
    3.2.1 泵性能参数的确定  25-26
    3.2.2 几何参数的确定  26-34
  3.3 二元理论设计思想  34-42
    3.3.1 轴面流道的确定  34-35
    3.3.2 轴面流动计算  35-37
    3.3.3 叶片绘形  37-39
    3.3.4 叶片加厚  39-42
  3.4 本章小结  42-43
4 混流泵叶轮的CAD 设计  43-58
  4.1 概述  43
  4.2 叶轮轴面图的绘制  43-45
  4.3 二元流网的绘制  45-51
    4.3.1 准正交线、初始轴面流线的确定  45-46
    4.3.2 计算站点坐标  46-47
    4.3.3 轴面流线的长度及夹角  47-51
    4.3.4 轴面流动计算及流线位置的修正  51
  4.4 叶片绘型  51-52
  4.5 叶片加厚  52
  4.6 木模图的绘制  52-54
  4.7 叶栅平面投影图的绘制  54-55
  4.8 叶片表面三维坐标点的生成  55-56
  4.9 图幅、图框与标题栏的绘制  56-57
  4.10 本章小结  57-58
5 程序算例及结果分析  58-70
  5.1 叶轮主要设计参数  58
  5.2 系统运行过程  58-63
  5.3 CFD 计算分析  63-68
  5.4 设计参数对设计结果的影响  68-69
  5.5 本章小结  69-70
6 结语  70-72
  6.1 结论  70
  6.2 展望  70-72
参考文献  72-76
附录  76-82
致谢  82

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 泵 > 叶片式泵 > 混流泵
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