CFturbo是一款成熟的葉輪及蝸殼設(shè)計(jì)軟件，內(nèi)置基本的流體控制方程和豐富的經(jīng)驗(yàn)函數(shù)。它能夠設(shè)計(jì)離心及混流式旋轉(zhuǎn)機(jī)械，包括泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和渦輪。本文將介紹如何使用CFturbo進(jìn)行泵葉輪的設(shè)計(jì)。

CFturbo是一款成熟的葉輪及蝸殼設(shè)計(jì)軟件，內(nèi)置基本的流體控制方程和豐富的經(jīng)驗(yàn)函數(shù)。它能夠設(shè)計(jì)離心及混流式旋轉(zhuǎn)機(jī)械，包括泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和渦輪。本文將介紹如何使用CFturbo進(jìn)行泵葉輪的設(shè)計(jì)。

打開軟件并設(shè)置參數(shù)

1. 打開軟件后，點(diǎn)擊“Pump”選項(xiàng)，進(jìn)入泵的設(shè)計(jì)界面。

2. 在總體設(shè)計(jì)（Global setup）窗口，設(shè)置泵的流量、揚(yáng)程、轉(zhuǎn)速等性能參數(shù)，并定義旋向和介質(zhì)。該窗口的右邊部分會(huì)顯示初算結(jié)果。

創(chuàng)建新的葉輪

1. 點(diǎn)擊"＋"按鈕，選擇第一項(xiàng)“New Impeller”，創(chuàng)建一個(gè)新的葉輪。

2. 進(jìn)入葉輪的基礎(chǔ)計(jì)算 (Basic calculation) 窗口，在該窗口中完成以下三項(xiàng)設(shè)計(jì)：

• 設(shè)置 (Setup) - 完成葉片數(shù)、間隙值等設(shè)置。
• 參數(shù) (Parameters) - 完成系數(shù)及效率的設(shè)置，其中進(jìn)口直徑的計(jì)算系數(shù)一般選擇最后一個(gè) Minimal NPSHR，以獲得較好的汽蝕性能。
• 尺寸 (Dimensions) - 完成軸、輪轂和其他主要尺寸的設(shè)置。窗口右邊會(huì)實(shí)時(shí)列出計(jì)算結(jié)果。

3. 完成以上三項(xiàng)設(shè)置后，點(diǎn)擊 OK 鍵，并依次點(diǎn)亮圓框內(nèi)的十個(gè)按鈕，完成葉輪的設(shè)置。你也可以點(diǎn)擊第一個(gè)按鈕對(duì)主體尺寸進(jìn)行修改。

設(shè)計(jì)葉輪流道

1. 點(diǎn)擊圓框內(nèi)的第二個(gè)按鈕，進(jìn)入葉片流道子午面設(shè)計(jì)界面。

2. 在窗口左邊的葉輪流道尺寸區(qū)域，可以拖動(dòng)各個(gè)控制點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)流道。你也可以右鍵點(diǎn)擊每個(gè)控制點(diǎn)，直接輸入坐標(biāo)值進(jìn)行設(shè)置。為了獲得較好的汽蝕性能，應(yīng)盡量將進(jìn)口邊前伸。

3. 窗口中間展示了曲率、慣量和截面積的實(shí)時(shí)圖形。重點(diǎn)關(guān)注截面積的變化趨勢(shì)，應(yīng)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(jì)算值，供參考。完成設(shè)置后，點(diǎn)擊右下角的 OK 鍵。

設(shè)計(jì)葉片

1. 在如上圖所示的界面中，葉輪輪廓已初步成型。第三個(gè)按鈕已自動(dòng)激活，點(diǎn)擊葉片設(shè)置按鈕進(jìn)行葉片角的定義。

2. 葉片設(shè)計(jì)界面如圖所示，分為兩步：

• 葉片設(shè)置 (Blade setup) - 包括葉型選擇和葉片厚度設(shè)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(yīng)的葉片厚度即可，窗口右邊顯示進(jìn)出口的速度三角形。
• 葉片角度設(shè)置 - 系統(tǒng)給出了液流角的默認(rèn)值，你可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或設(shè)計(jì)要求進(jìn)行調(diào)整。例如，在進(jìn)口處通常會(huì)設(shè)計(jì)成較小的正沖角。窗口右邊提供了速度三角形的各項(xiàng)數(shù)值供參考。

3. 完成設(shè)置后，點(diǎn)擊右下角的 OK 鍵確認(rèn)完成設(shè)計(jì)。

完善葉輪設(shè)計(jì)

1. 點(diǎn)擊 "Predict meridional flow" 按鈕，進(jìn)入預(yù)測(cè)速度曲線界面。

2. 點(diǎn)擊 "Design blade mean lines" 按鈕，可以設(shè)置葉片中心線的曲率和葉片包角。完成設(shè)置后，點(diǎn)擊右下角的 OK 鍵確認(rèn)設(shè)計(jì)。

3. 點(diǎn)擊 "Design blade Profiles" 按鈕，可以設(shè)置葉片厚度的變化規(guī)律。通過(guò)移動(dòng)控制點(diǎn)的位置，可以實(shí)現(xiàn)葉片厚度的變化。完成設(shè)置后，點(diǎn)擊右下角的 OK 鍵確認(rèn)設(shè)計(jì)。

4. 點(diǎn)擊 "Round blade leading/trailing edge" 按鈕，可以對(duì)葉片的頭部和尾部進(jìn)行修整。完成修整后，點(diǎn)擊右下角的 OK 鍵確認(rèn)設(shè)計(jì)。

導(dǎo)出葉輪設(shè)計(jì)

1. 點(diǎn)擊 "Model finishing" 鍵，設(shè)置相關(guān)參數(shù)，并點(diǎn)擊 OK 鍵完成葉輪創(chuàng)建工作。

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

3. 最終生成的葉輪可以通過(guò)調(diào)整左側(cè)結(jié)構(gòu)樹的相關(guān)選項(xiàng)來(lái)選擇顯示哪些面、線和體。最后，通過(guò)菜單欄的 "Basic" 導(dǎo)出為step、iges等三維格式。