### [CFturbo逆向叶轮真的存在偏差，还不小！](https://www.7b3.cn/article/2269) **Published:** 2023-06-29T14:43:34 **Author:** 泵小丫 **Excerpt:** 这个问题来自交流群。我们来拿一个模型验证一下！ 先说结论，CFturbo逆向叶轮（暂时仅指离心泵叶轮）会存在较… 这个问题来自交流群。我们来拿一个模型验证一下！ 先说结论，CFturbo逆向叶轮（暂时仅指离心泵叶轮）会存在较大误差，且跟不同CFturbo版本有巨大关系！ 首先我们需要先拿出设计参数，这里以原来搞过的演示案例的数据来设计叶轮水力，如下： - Q=350m³/h - H=50m - n=1450rpm - 叶片设计角度如下表 | | | | | | :---: | :---: | :---: | :---: | | **叶片角度设计** | | | | | **叶片进口边** | **叶片进口角** | **设计值** | **叶片进口冲角** | | β1 | 40.5° | 8° | | β2 | 23.7° | 7° | | β3 | 18.2° | 6° | | β4 | 15.3° | 5° | | **叶片出口边** | **叶片出口角（安放角）** | | | | 23° | | | | **叶片包角** | 150° | | | 详细设计参数见下表（建议电脑端查看，手机端显示不完整！） \[content\_hide\] | | | | | | | | | | :---: | :---: | :---: | :---: | :---: | :---: | :---: | :---: | | 叶轮水力设计参数表 | | | | | | | | | 项目名称 | 双吸叶轮 | | 合同号 | | | 日期 | 2022.11.20 | | 叶片基本参数 | | | | | | | | | 流量Q | 350 | 扬程H | 50 | 转速n | 1450 | 计算比转速 | 88 | | 计算效率 | 80.3 | 计算轴功率 | 59.3 | 计算NPSHr | 2.7 | | | | 主要几何参数 | | | | | | | | | 轮毂直径Dh | 55 | 叶片数 | 6 | 出口角β2 | 23 | 进口直径Dj | 200 | | 叶轮外径D2 | 409 | 出口宽度b2 | 32 | 进口系数ko | 4.5 | | | | 轴面图绘制参数 | | | | | | | | | a1 | 0 | a2 | 90 | a3 | 78 | R1 | 75 | | R2 | 18 | k1 | 4 | k2 | 0.25 | | | | 叶片绘型-分流线 | | | | | | | | | 叶片类型（输入数字） | | 1 | 分流线条数n\_fl | | 2 | | | | 叶片绘型-进口边 | | | | | | | | | a线点 | 10.5 | b线点 | 13.9 | c线点 | 18.7 | d线点 | 27 | | 进口排挤系数 | 0.8 | | | | | | | | 进口角度2 | | | | | | | | | α3 | 5 | α2 | 6 | α1 | 7 | α0 | 8 | | γ3（默认为0） | | γ0（默认为0） | | 包角θ | 150 | | | | 注意：如果包角不同，请在此处空白处手写： | | | | | | | | | 轴面间隔角度（不填写默认为10）： | | | | | | | | | 叶片加厚 | | | | | | | | | 前流线 | 前流线进口 | 5 | 后流线 | 后流线进口 | 5.5 | 旋转方向  (从进口看) | 逆 | | 前流线中间 | 8 | 后流线中间 | 9 | | 前流线出口 | 7 | 后流线出口 | 8 | | 等高线间距 | | | | | | | | | 1号等高线距基准的距离 | | 6 | 其他等高线的间距 | | 8 | | | \[/content\_hide\] 下面是设计的叶片方格网保角变换后的型线展开图： ![](https://img.7b3.cn/7b3/20230629/6tF0mdsnO8g5.png?imageslim) 从上到下依次为β4、β3、β2、β1代表了轮缘Shroud到后盖板Hub的叶片进口安放角，逐渐增大的一个变化规律！出口角统一为23°。叶片投影图如下所示： ![](https://img.7b3.cn/7b3/20230629/9VDRJBkuEeT6.png?imageslim) 接下来我们先利用CREO将上面设计的叶轮三维画出来！ **单叶片：** ![](https://img.7b3.cn/7b3/20230629/9rsEht85xn21.png?imageslim) **全叶片：** ![](https://img.7b3.cn/7b3/20230629/D37LMhKuUbQc.png?imageslim) **布尔运算得到水体：** ![](https://img.7b3.cn/7b3/20230629/trXUaxWSVTHA.png?imageslim) 考虑到CFturbo逆向的必要条件，在叶轮外周旋转一圈水体，目的是逆向时能够选中叶片出口那个面！ ![](https://img.7b3.cn/7b3/20230629/ParX54W2Y9yy.png?imageslim) 接下来保存为.stp格式去CFturbo逆向即可！ 注意CFturbo逆向要求Z轴正方向必须要垂直于叶轮进口边，新版本可以自己调节旋转轴，2022及以前版本不可以！见下图 ![](https://img.7b3.cn/7b3/20230629/5jSwPr9AlEFk.png?imageslim) 下面是逆向完成的界面，可以选择叶片数，分流型线数，包括叶片进出口边的切割方式！ ![](https://img.7b3.cn/7b3/20230629/nT8I0hUsAVLC.png?imageslim) ![](https://img.7b3.cn/7b3/20230629/kfSUru96sx7W.png?imageslim) 逆向完成，我们先来对比一下流道面积变化曲线： ![](https://img.7b3.cn/7b3/20230629/NKp53Ym9eOCs.png?imageslim) 其中上边为二维设计方法得到的曲线，下边为CFturbo逆向后得到的，其中0-25这一段的曲线可以不用看，因为叶轮进口段的长度经过了延伸，是一段直管，所以流道面积未发生变化！至于出口有一段小的抬升，是因为我建模完成后人为补充了一段水体导致。综上所述流道肯定是前后没有变化的！（也能理解，如果逆向功能连前后盖板这种基础曲线都搞不定，那还谈啥逆向复杂叶片的事！） 接下来来看叶片角度： ![](https://img.7b3.cn/7b3/20230629/GnFwmqHw0M9u.png?imageslim) 根据前面设计部分的结果，我们将叶片分为4个span，所以有4条不同的叶片展开型线和叶片进口安放角，这里CFturbo默认5个span，所以第1条和第5条肯定是没有变化的，中间的角度没有严格按照咱们的分流型线来，所以这里就只看前盖板和后盖板型线了，对比如下： | | | | | | :---: | :---: | :---: | :---: | | 叶片进口角 | 设计值 | 逆向真实值 | 偏差/% | | Hub | 40.5° | 42.7° | 5.4 | | Shroud | 15.3° | 15.1° | 1.3 | 偏差在6%以内。 再来看出口安放角β2，好家伙，从23°减小到了11.2°，这个误差已经达到了惊人的51.3%。 最后来看一下包角的变化： ![](https://img.7b3.cn/7b3/20230629/p7HBnuFORUnV.png?imageslim) 包角的误差还是可以的，最大误差为1.6%。 从逆向后的型线展开图上也可以明显看出叶片出口安放角肉眼可见地小了，导致曲线向上凸起，进而改变了叶片的形状！也就出现了下图所示的沿着叶片进口到出口叶片任意一点安放角组成的曲线不光滑了，再返回去看我们的设计曲线，确实要比逆向后丝滑不少！ ![](https://img.7b3.cn/7b3/20230629/WiBo9yQFjHxU.png?imageslim) ![](https://img.7b3.cn/7b3/20230629/9MCiffzbXber.png?imageslim) ![](https://img.7b3.cn/7b3/20230629/vmYouarIAt8e.png?imageslim) 那么问题出在哪里了呢？ 为了弄清楚误差的来源，我们采用4种方案来对比分析： - 先检查自己建模的叶轮出口安放角真实数值 - 从CFturbo中导出逆向后的模型为.stp文件，导入三维软件中实际测量出口安放角是否真实 - 利用CREO画出叶轮的前后盖板，利用叶轮实体部分来逆向，看结果 - 利用更高或者更低的CFturbo来逆向同一个模型，看是否存在差异 ### 1.手工测量建模的叶轮出口角度 在SCDM中撸了两条不那么精准的切线，夹角24.86°，和设计角度23°基本接近，可比11.2°靠谱多了！ ![](https://img.7b3.cn/7b3/20230629/XMHUGXvUAvXH.png?imageslim) 结论：建模有误差但是能接受！不是建模的问题！ ### 2.从CFturbo中导出逆向后的模型，手工检查叶轮出口角度 导出失败，心累，只能截图然后用手机自带的量角器来测量了，可以看到真实数值12°左右，所以逆向后的数据真的不对劲！ ![](https://img.7b3.cn/7b3/20230629/U9iU4naEW24K.png?imageslim) ![](https://img.7b3.cn/7b3/20230629/JKfkBbzUPPAn.png?imageslim) ### 3.在CREO中画出叶轮的前后盖板 这样就不用画叶轮出口那一段延伸线了，可能会对结果产生影响，我们来试试 ![](https://img.7b3.cn/7b3/20230629/zAVpKpLMbJXd.png?imageslim) 将这个玩意再丢进CFturbo逆向看看结果 结果惊人地雷打不动，差了12°！ 所以总计下来逆向用水体或者实体都可以，不影响！ ![](https://img.7b3.cn/7b3/20230629/QULFaRk7TkEa.png?imageslim) ![](https://img.7b3.cn/7b3/20230629/fagFvnnushXf.png?imageslim) ### 4.换最新的CFturbo2022R2.4.88版本来逆向试试 ![](https://img.7b3.cn/7b3/20230629/ho5WMQILPC5k.png?imageslim) ![](https://img.7b3.cn/7b3/20230629/mema4U9btkHe.png?imageslim) 嗨，您猜怎么着，在新版本里，叶片出口安放角确实是降下来了，误差从51.3%降到了17.3%，但是进口安放角明显偏差又增大了，就拿Hub的65.7°来看，从5.4%增大到了62.2%，兄弟，你新老版本反复横跳负优化啊！ 以上新旧版本对比采用同一个.stp模型逆向对比分析，可以看到逆向后还是存在问题！ 原来我以为逆向后误差很小，今天被自己打脸，原来逆向后扬程低了曲线光滑了还想因为啥，问题出在这里了！ 当然这里小丫也请教了国内透平设计软件开发的大佬，逆向确实会有失真，且叶片进口安放角误差较大，所以说对软件开发厂商来说，提高这个逆向精度也不是很容易的事，涉及到叶片进口修圆的算法和测量方法吧。总之本篇文章仅用于回答交流群的问题并作出实际测试，并无任何诋毁软件之意哈哈哈。还是希望软件能够越做越好吧！ ### 5.总结 经过对离心泵叶轮利用CFturbo逆向设计后，发现包角及流道面积变化基本保持不变，但是叶片进、出口安放角存在较大差异，所以这个结论回答了标题的问题，CFturbo逆向后就现阶段而言角度会发生变化，具体变化多大，看你使用的不同版本，总之一句话。逆向有误差！ 为了更精确地得到这个误差的大小，我们利用CFD工具来做3组对比分析，将原模型、CFturbo2022R1逆向的2个模型以及CFturbo2022R2.4.88逆向的2个模型一共5个模型做对比分析，来看看被逆向处理后性能有怎样的差异！ 为了使CFD计算更合理，我们需要给每个叶轮分别配置一个完全相同的压水室来做完整的流场分析。 ![](https://img.7b3.cn/7b3/20230629/p3etgWOSXEw8.png?imageslim) 限于篇幅，CFD对比分析的结果见下一篇文章！ * * * ![](https://img.7b3.cn/7b3/2020/10/20201012200340883.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:** CFturbo, cfturbo逆向, 叶轮逆向, 离心泵逆向, 逆向设计 **Categories:** 泵设计 ---