### [单级双吸离心泵案例](https://www.7b3.cn/article/1901)

**Published:** 2021-05-30T15:53:15

**Author:** 泵小丫

**Excerpt:** 出差任务完成了，下午待酒店没啥事干，找了一个之前的双吸泵模型来研究一下。虽说毕设做的是双吸泵但是当时太懒了，都…

出差任务完成了，下午待酒店没啥事干，找了一个之前的双吸泵模型来研究一下。虽说毕设做的是双吸泵但是当时太懒了，都没想着好好完成建模部分，仿真更谈不上了！但凡毕设认真做，可能对仿真能更早感兴趣！接触仿真会让你对本科学到的一些知识理解更深刻。

## 一、模型简介

首先来看一下今天的模型，首先来看一下整体的外形图，一台常规的单级双吸水平中开离心泵，水平中开泵最大的优点在于方便维修，掀开泵盖可以直接把转子组件拆下来，设计非常的银杏！  
![](https://img.7b3.cn/7b3/20210530/yWtHv3hpEQAu.png?imageslim)  
![](https://img.7b3.cn/7b3/20210530/bNowM8KR9Yct.png?imageslim)

内部叶轮如下图所示  
![](https://img.7b3.cn/7b3/20210530/JItm3gpi2nIA.png?imageslim)

根据压水室的形状及布置型式我们可以轻易做出判断，从图2看，叶轮逆时针方向旋转。

要做这台泵的仿真，首先要得到流体域，内流域根据水力图完成建模，这个双吸泵的吸水室、压水室、叶轮等建模视频教程可以参考泵小丫原创发布的视频：

\[b2\_insert\_post id="1263"\]  
**吸水室水力图**  
![](https://img.7b3.cn/7b3/20210530/WzgSpi8JbOpm.png?imageslim)

**压水室水力图**  
![](https://img.7b3.cn/7b3/20210530/h50vA0hR07Te.png?imageslim)

最终完成的流体域模型如下所示：（中间红色标记部分为实际模型，前后延长段取4倍管径）  
![](https://img.7b3.cn/7b3/20210530/c6cLruJtYIJq.png?imageslim)

观察上图，吸水室与压水室呈同一水平线布置，如果按照AY油泵的布置型式，将吸水室和压水室如下布置，或者呈一定角度（除0°、90°等外），将会对泵性能有哪些影响？

实际做实验不现实，做个简单的仿真对比下还是很容易的！  
![](https://img.7b3.cn/7b3/20210530/hNT8yNTjj60U.png?imageslim)

## 二、模拟过程

-   利用SCDM完成计算域名称及边界的定义

![](https://img.7b3.cn/7b3/20210530/YkEdVh5Jb8Ao.png?imageslim)

-   通过Ansys mesh软件完成流体域网格划分，最终四面体网格数量为400w，导入Fluent中后转换为多面体网格，网格数量显著减少，达到100w。

![](https://img.7b3.cn/7b3/20210530/ghkQwlfa6CBL.png?imageslim)  
![](https://img.7b3.cn/7b3/20210530/C0WqQxS42eea.png?imageslim)

-   采用MRF模型进行求解

详细关于MRF模型的介绍可以查看下方文档：

\[b2\_insert\_post id="2178"\]

-   边界条件

已知泵流量和进口直径，可计算得到进口流速，所以进口边界为速度进口（Velocity inlet）；出口可采用压力出口（Pressure outlet）或者自由出流（Outflow）；壁面部分包括前盖板（Shroud）、后盖板（Hub）、叶片（Blade）等都是在实际模型中相对叶轮域旋转的，所以如下设置：  
![](https://img.7b3.cn/7b3/20210530/6QnjmN0o96jw.png?imageslim)

叶轮旋向根据右手定则判断（大拇指指向旋转轴方向，使四指指向叶轮旋转方向，如果大拇指方向与旋转轴正方向相同为1，否则为-1）

-   监控泵的进出口压力及扬程，以便得到结论，如何在Fluent及CFX中设置变量并监测，可阅读下方文档：

\[b2\_insert\_post id="863"\]

\[b2\_insert\_post id="886"\]

\[b2\_insert\_post id="892"\]

-   稳态求解完成，查看监测的参数包括压力及扬程是否存在差异

**通过查看，卧式布置求得扬程H=19.75m；Y型布置求得扬程H=20.41m，误差在4%以内**

在API的框架中，单级双吸水平中开泵属于BB1行列，具体请看下表：  
![](https://img.7b3.cn/7b3/2021/05/img_60b3a86b3c393.png)

-   在CFD-POST中进行后处理

**速度矢量**  
![](https://img.7b3.cn/7b3/20210530/1V7xiF4SVrd0.png?imageslim)  
![](https://img.7b3.cn/7b3/20210530/qL5gcSNUDhVt.png?imageslim)

**压力云图**

（因为出口给的压力为大气压，所以必然进口出现了负压，所以这种工况下的模拟肯定是出现了空化的）

![](https://img.7b3.cn/7b3/20210530/jLA8cmTecqTC.png?imageslim)  
![](https://img.7b3.cn/7b3/20210530/rqLojFMtp92V.png?imageslim)

**速度云图**

![](https://img.7b3.cn/7b3/20210530/4OPUeShhnk7q.png?imageslim)  
![](https://img.7b3.cn/7b3/20210530/IdFH5918Nnqk.png?imageslim)

## 三、案例总结

### 知识点1：双吸泵叶轮相邻叶片布置型式及作用

如上图所见，本案例中相邻叶片相错角为0°，在一些设计中也会错开一定角度布置，如下图所示，这是出于什么考量呢？  
![](https://img.7b3.cn/7b3/20210530/V7nU8zWTdIzU.png?imageslim)

从“**连成集团**”微信公众号文章中查得：采用交错结构会使水流脉冲下降到扬程的±1%～±2，使水流运行更加平稳，有效减小水泵的振动和噪声！

除此之外在**知网**（cnki.net）中也有检索到有很多人专门对这个问题做了研究并著有论文，见下图  
![](https://img.7b3.cn/7b3/20210530/PgVqP9umxinj.png?imageslim)

关于更详细的论文内容可下载阅读，如何下载？查看下面的文章：

\[b2\_insert\_post id="685"\]

### 知识疑点2：双吸叶轮如何在Turbogrid中完成网格划分？

有待研究！

### 知识疑点3：对于这种对称的泵型能否采用一半模型进行模拟？

如下图所示：  
![](https://img.7b3.cn/7b3/20210530/hOoRvjs791bR.png?imageslim)

## 四、下载地址

下载地址暂无！

* * *

**![](https://img.7b3.cn/7b3/2021/01/20210131132356643.gif)**

**免责声明**

泵小丫收集资源均来自网络

仅用于内部交流之用，如有需要请支持正版

**Tags:** 单级双吸, 双吸泵, 双吸泵模拟, 水平中开

**Categories:** 仿真模拟

---