隔膜泵仿真的案例
泵仿真：隔膜泵的流體仿真方案
隔膜泵的流體仿真方案
1.背景概述
隨著科學技術的飛速發(fā)展，對輸送流量大、壓力高、溫度高和高腐蝕介質泵的需求越來越多。隔膜泵是集活塞泵和壓力泵堅固耐用等優(yōu)點，克服活塞泵密封件易磨損等缺點而發(fā)展起來的一種理想的往復式泵,它結構簡單，可以高效、可靠地輸送具有化學和機械侵蝕性、濃度各異的流體介質的長距離高揚程的輸送。
隔膜泵工作時，曲柄連桿機構在電動機的驅動下，帶動柱塞作往復運動，柱塞的運動通過液缸內的工作液/氣體而傳到隔膜，使隔膜來回鼓動。由于隔膜的變形特征，使得在進行隔膜泵的流體仿真時難以對隔膜的容腔變化運動進行定義，一般來說需要考慮流固雙向耦合的方法才可以較好的描述隔膜泵的運動流場。鑒于雙向流固耦合的難度和代價太高，因此基于數值仿真的技術探討較少。
今天小編介紹一種簡化模型的處理方法，既可以獲得較為合理的結果，同時又可以在較短的時間內獲得理想的可靠的計算結果。
2.隔膜泵工作原理
隔膜泵是容積泵中較為特殊的一種形式。它是依靠隔膜片的來回鼓動改變工作室容積從而吸入和排出流體的。當隔膜片向傳動機構一邊運動，泵缸內工作時為負壓而吸入流體，當隔膜片向另一邊運動時，則排出流體。
展開 隔膜泵不能正常工作和輸送物料怎么辦？
檢查球閥
拆開泵上下球座，檢查看球座是否有雜質卡住，而導致球閥無法密封。如有雜質，請清理干凈。
另外，請把球放在球座上，觀察球與球座之間是否有較大的縫隙，如有表明球閥磨損嚴重，無法保持密封，造成液體回流，導致隔膜泵工作無力，或者泵可以工作卻沒有液體流出。這時必須更換球閥。
5. 檢查氣路密封件
以上的步驟如果還不能檢查出泵的故障原因，請繼續(xù)檢查泵的以下氣路密封件，如有損壞需要更換：
以上是針對造成隔膜泵工作無力等現象的常見原因進行的檢查。通過這幾個步驟的檢查，基本上就可以找到隔膜泵工作無力的原因。
當然，仍然會有一些極不常見的原因可能導致隔膜泵工作無力，如物料粘度過高，閥球重量輕不能及時下落復位，這時需要更換重球或不銹鋼球；此外隔膜壓板松動也可能會導致隔膜泵工作無力。
內容源自互聯網，如有侵權請聯系我們！
最新話題：
#閥門企業(yè)
#閥門技術
#閥門熱文
點擊查看往期熱文↓↓↓
2019年
2018年
2017年
2016年
找閥門,要上網,就上全球閥門網
微信公眾號：famens-com
關注即可獲得更多行業(yè)重要資訊
網址：www.famens.com
電話：0571-8897 0062
←長按二維碼即時咨詢
點擊“閱讀原文”將可了解更詳細信息，瞬間即可
展開 帶齒輪泵的渦旋和隔膜噴嘴：更好的3D打印方式？
“粘性流體流通常使用容積式齒輪泵進行計量，因此研究人員使用3D打印機的擠出機中的一個進行研究。研究人員表示，“假設噴嘴移動的速度與材料擠出速度相同，以獲得可靠的分辨率。”
虹膜光圈部件的幾何形狀：（A）基座，（B）彎曲刀片，（C）轉動盤
噴嘴最大（A）和最小直徑（B）的俯視圖
被稱為可變光闌的光學部件具有多個薄而光滑的葉片，這些葉片以這樣的方式布置以形成圓孔。由于其可控制的孔徑，該光圈通常用于限制在相機快門中傳輸到成像傳感器的光量。這使得它成為可以改變3D打印機噴嘴直徑的組件的不錯選擇。“與傳統(tǒng)的擠出印刷噴嘴相比，虹膜形噴嘴可以輕松調節(jié)直徑，并在印刷過程中實現可變直徑，”研究人員在論文中解釋說。 “虹膜隔膜的多葉片可以保證噴嘴的圓形橫截面形狀。利用電子控制系統(tǒng)可以精確快速地改變噴嘴直徑。“
滾動噴嘴的幾何形狀
但是，即使虹膜形狀可能改變噴嘴的直徑，它也可能在圓孔周圍有一些間隙，在材料擠出過程中會造成泄漏，高溫甚至會使刀片軟化并導致打印損壞。這就是為什么研究人員設想了一種可以“在不設置噴嘴中的額外平面的情況下”工作的滾動模型。受紙卷軸的啟發(fā)，滾動噴嘴的圓形底部隨著形狀的滾動而變小，盡管它將繼續(xù)呈圓形。這就是為什么具有簡單直徑控制的滾動模型可能是更好的,對于具有可變直徑而不是可變光圈形狀的3D打印機噴嘴來說，這可能是更好的選擇。
研究人員得出結論：“到目前為止，已經建立了參數可調FDM過程的理論模型。 使用容積式齒輪泵對打印機的擠出機進行改進，以通過改變轉速來控制流速，從而可以通過在一定的最佳擠出速度下擠出過程中的流速來調節(jié)由長絲直徑表示的分辨率。"
展開 amesim葉片泵仿真：高壓變量葉片泵的綜合仿真模型
今天我們聊聊變量葉片泵的Amesim仿真。
這篇文章有如下幾個重點內容：
1、用解析法和數值法描述了高壓變量葉片泵的幾何形狀，并考慮了不同的泄漏狀態(tài)。
2、同時基于Amesim的庫文件建立了仿真模型，對其關鍵性能參數進行了評價。
3、利用有限元分析確定了配流盤的變形量，以便于糾正當前的軸向間隙。
4、采用CFD方法對排量控制閥門的流量系數進行了計算分析。
5、通過實驗驗證了該模型的穩(wěn)態(tài)特性和位移控制動力學特性。
對以上任意一點感興趣的都可以翻看原文“COMPREHENSIVE SIMULATION MODEL OF A HIGH PRESSURE VARIABLE DISPLACEMENT VANE PUMP FOR INDUSTRIAL APPLICATIONS”。
非平衡轉子葉片泵是一種結構最緊湊的變量泵，廣泛應用于流體動力系統(tǒng)中。
在AMESim建立的模型中，泵被離散化為單個具有均質特性的控制體積，這是比較流行的操作方法，因為它只需要很少的計算時間即可，而且還可以用于系統(tǒng)級分析。不過，AMESim仿真的結果還需要通過實際的樣機測試來校準一些系數。與此同時，最詳細的方法是用計算流體動力學(CFD)來表示。但是，它需要非常高的CPU資源。
該文章提出了一種詳細的高壓變量葉片泵參數模型。該模型集成了三維有限元和CFD模擬的具體結果。其中最重要的結果是配流盤的彈性變形對軸向間隙補償的影響。一旦通過試驗驗證，該模型可作為泵的設計和優(yōu)化階段的工具。
這里研究的組件是葉片泵，最大排量為48.8cc/rev，最大工作壓力為210 bar。在圖1中顯示了泵芯的截面視圖。該裝置提供了11個葉片，擁有11個外部(主要)可變容腔。
展開 
AMEsim柱塞泵仿真：低溫對恒壓式變量柱塞泵開啟壓力影響的仿真分析
圖5 油溫-40℃時恒壓變量曲線
由圖5可知，液壓泵恒壓設定值變?yōu)?8.21MPa,較油液溫度為40℃時上升0.17MPa。
由AMESim仿真模型可知，油液溫度下降，即油黏度增大時，液壓泵恒壓設定值會呈上升趨勢。
為驗證AMESim仿真模型的準確性，搭建Fluent流場仿真模型，分別分析計算40℃和-40℃時，壓力油液對變量活塞的作用力變化情況。
3
流場仿真分析
3.1
流場仿真模型搭建
利用流場仿真軟件搭建液壓泵控制機構流場仿真模型，計算不同溫度下變量活塞受力情況，模型見圖6。
圖6 液壓泵控制機構流場仿真模型
3.2 仿真計算
以-40℃和40℃兩種溫度為例，分別計算油液黏度不同時，變量活塞推力的變化情況，計算結果如表2所示。
表2 不同黏度變量活塞推力的變化情況
計算結果表明，油液溫度（黏度）會影響變量活塞底部推力，即變量活塞底部推力在油液溫度低時較小，在油液溫度高時較大，差值為13 N。這就意味著，液壓泵在低溫時，變量活塞底部需要更大的力才能將泵斜盤推至零流量狀態(tài)。
展開 AMESim葉片泵仿真：利用AMESim建立限壓式變量葉片泵模型
1.限壓式變量葉片泵
限壓式變量葉片泵是直接利用葉片泵工作容腔內的壓力來推動定子的運動，從而達到變量的目的。如下圖一，限壓彈簧7限制了B點處的壓力Pc，C點的壓力為流量為零時的壓力Pd，調整限壓彈簧7即可改變轉折壓力Pc。
圖一
工作時，當輸出壓力未達到轉折壓力Pc時，葉片泵以全排量工作，但考慮到泄露，其流量隨著壓力的升高，逐漸降低。當工作壓力超過轉折壓力時，輸出流量隨著壓力的升高迅速的下降，直至輸出流量為零。曲線BC段的斜率與彈簧剛度有關，剛度越大，下降越緩慢。
2.建立模型
了解了其工作原理之后，我們來分析如何使用AMESim對其進行建模。在AMESim中似乎存在限壓式變量泵的模型，但此處我們利用數學模型來完成我們需要的變量泵的流量-壓力特性曲線。
圖二
變量泵是通過輸出壓力反饋來實現不同的輸出流量的。將其流量-壓力特性曲線近似簡化之后，如圖二，就相當于是一個分段函數，為此，我們可以建立一個以壓力為變量的函數，將此函數的輸入、輸出同模型的輸入與輸出相互對應，便相當于建立起了變量機構部分的數學模型。
流量-壓力特性曲線的方程為：
在AMESim中，利用Signal,Control庫，建立模型如下：
圖三
3.仿真
然后我們建立一個簡單的系統(tǒng)，要求泵的全排量為15L/min，容積效率為0.8，轉折壓力為10MPa，截止壓力11MPa，來驗證我們所建立的模型是否正確。模型中，泵的流量是一定的，圖三中輸出流量其實不應該這么叫，其實其輸出的是一個0-1之間的數，相當于輸出的是一個比例，因此上述方程中的q=1，輸出比例與泵的流量的積才是實際的流量。
展開 STAR-CCM+案例｜擺線泵--網格重構功能模擬仿真擺線泵內部流場
本算例演示利用STAR CCM+中的網格重構功能模擬仿真擺線泵內部流場。
1 問題描述
擺線泵是一種包含有內轉子和外轉子的裝置，其內轉子和外轉子具有與其齒數相關的不同轉速，當轉子旋轉時，通過轉子間動態(tài)變化的容積將流體從入口輸送到出口。
擺線泵模擬的最大問題是處理轉子之間的狹小間隙。轉子旋轉會導致小間隙中的網格質量降低。在STAR CCM+中可以使用Remeshing模型處理此類問題。
Pumplinx齒輪泵流體仿真
十、后處理
仿真計算過程中可隨時停止、保存；
計算停止或結束后，可在“result” 中調出壓力云圖、某界面流量波動、流體流速等結果，數據可點擊復制。
至此，借助pumplinx的直齒輪泵仿真就完成了！
文章來源：汽車技術與裝備科研團隊
OpenFOAM 開放泡沫中離心泵的性能仿真 ￥10
在 OpenFOAM 中使用 MRFSimpleFoam 對離心泵進行穩(wěn)態(tài) CFD 仿真。對于此模擬，泵的 CAD 模型是在 FreeCAD 中生成的。泵模型由入口區(qū)域、葉輪和蝸殼組成。在 Salome 中分別為每個區(qū)域創(chuàng)建網格，然后在 OpenFOAM 中合并這些網格。在多參考系 (MRF) 方法中，求解器求解靜止區(qū)域的一組控制方程，而對于旋轉區(qū)域，控制方程包含附加源項。進行模擬，直到從一次迭代到下一次迭代的力和力矩的變化可以忽略不計。根據 CFD 結果計算出揚程和功率項等泵特性，并與經驗結果進行比較。
ANSYS Fluent離心泵仿真計算
05
—
結果展示
圖11 離心泵揚程隨時間的變化
圖12 離心泵壓力場云圖
圖13 離心泵內流暢速度云圖
圖14 離心泵內流場矢量云圖
文章來源：數值模擬交流之林
CFD仿真：離心泵設計中的效率優(yōu)化
前言
在處理渦輪機械時，例如壓縮機、螺旋槳或離心泵等，最輕微的設計變化往往會產生巨大的影響。根據機器的不同，即使是1% 的效率提高，也可以在機器的使用壽命內節(jié)省數千美元的成本。
渦輪機械在轉子和流體之間傳遞能量。通過這種方式，機械能被轉換為壓力或揚程。通常在渦輪機械設計中，工程師的主要目標是效率、可靠性、性能和延長使用壽命。粗略地說，機器應該在盡可能長的時間內盡可能好地運行、有效地回收盡可能多的能量，并且需要盡可能少的維護。雖然這些因素符合制造商、供應商和客戶的直接利益，但由于環(huán)境影響法規(guī)的收緊和人們對舒適度需求的增加，噪音污染或排放等其它考慮因素變得越來越重要。所有這些方面都需要在設計階段進行仔細評估。
案例：用CFD設計離心泵
作為渦輪機械的一個例子，本案例模擬了一種常見的泵類型 - 離心泵。這種類型的泵通過旋轉元件將機械旋轉能量轉換為流體中的能量。為了最大限度地提高效率，減少能量損失以確保離心泵利用盡可能多的動力至關重要。例如，由于摩擦或再循環(huán)（回流），可能會發(fā)生能量損失。計算流體動力學（CFD）可以以扭矩、軸向推力、壓降和域內任何點的流速的形式量化性能，以確定可以優(yōu)化效率的區(qū)域。
圖1：離心泵設計的CFD分析
有許多設計方面會影響泵的效率，例如泵殼體，葉輪蓋板、葉輪葉片數量或葉片角度等。以葉輪為例，可以改變其尺寸，例如增加直徑，但這會增加其質量，從而導致更大的能量損失。
展開 
OpenFOAM 開放泡沫中離心泵的性能仿真 ￥10
在 OpenFOAM 中使用 MRFSimpleFoam 對離心泵進行穩(wěn)態(tài) CFD 仿真。對于此模擬，泵的 CAD 模型是在 FreeCAD 中生成的。泵模型由入口區(qū)域、葉輪和蝸殼組成。在 Salome 中分別為每個區(qū)域創(chuàng)建網格，然后在 OpenFOAM 中合并這些網格。在多參考系 (MRF) 方法中，求解器求解靜止區(qū)域的一組控制方程，而對于旋轉區(qū)域，控制方程包含附加源項。進行模擬，直到從一次迭代到下一次迭代的力和力矩的變化可以忽略不計。根據 CFD 結果計算出揚程和功率項等泵特性，并與經驗結果進行比較。
基于CFX---Turbo的離心泵仿真流程
CFX----Turbo工具用法
Turbo工具是CFX提供的旋轉機械專用模塊，通過該模塊可以快速實現旋轉機械的前期設置，這個模塊搭配Turbogrid網格前處理工具，以及CFD-Post中的Turbo后處理功能使用。
就使用便捷性來講，CFX比Fluent、CCM+、Pumplinx等主流CFD軟件有著很大的優(yōu)勢。相比較于Numeca來講，兩者在旋轉機械的專業(yè)性不分伯仲。但CFX基于ANSYS的多場耦合會更強。
壹
蝸殼流道抽取、網格劃分
這里介紹一種從CAD到CAE的模型中間處理軟件SCDM，通過這款軟件能夠實現模型修復以及流道抽取，本次案例的流道抽取就是在
使用ansyscfx進行凸輪泵CFD仿真 ￥5
您可以積極為此項目做出貢獻：教程 |使用 ANSYS CFX 進行凸輪泵 CFD 仿真。協作并分享您的見解。
使用 ANSYS CFX 項目進行凸輪泵 CFD 仿真
要觀看完整教程，請參閱視頻（右側）。本教程所需的網格文件已附后。還附有 pdf 格式的深入文本教程可供下載。本瞬態(tài) CFD 教程分步演示如何使用 ANSYS CFX 模擬流經凸輪泵的流量
使用 COMSOL 仿真軟件模擬離心泵
教學模型通過一步步指導，演示了各種實用的建模操作，這包括：
對旋轉域和非旋轉域分割幾何
利用參數化分析計算泵特性曲線
拉伸網格、入口通道和出口通道
使用高度參數化定義幾何
幾何特征去除
專業(yè)的離心泵建模功能
COMSOL? 軟件中的凍結轉子 特征是分析離心泵及其他類型的渦輪機械的“利器”。凍結轉子近似的基本作用是在指定位置上凍結轉子運動，使用戶可以研究固定位置上的轉子流場。
凍結轉子近似由納維-斯托克斯和連續(xù)性方程控制，可節(jié)省計算時間和資源。常見的離心泵模型需要使用動網格，往往在模擬混合器從靜止狀態(tài)切換到基本混合模式的“啟動”階段上耗費大量時間。凍結轉子方法假設泵的葉片相對于葉輪是凍結的，并且可向周圍區(qū)域施加離心力。它還可以良好地計算泵的擬穩(wěn)態(tài)條件。近似值可用作完整仿真的初始條件，借此計算出一段時間步的最終解。
專門的 CFD 功能可以幫助用戶更輕松地求解復雜的離心泵模型。
在 COMSOL? 軟件中，你也可以使用代數多重網格（AMG）方法來求解具有詳細又復雜的大型幾何結構的 CFD 模型。此方法無需使用不同級別的網格（事實上，它只需要一個網格）。這項功能可以為計算成本極高的非線性模型提供穩(wěn)健的解。
查看仿真結果
運行仿真之后，你可以繪制離心泵入口和出口處的質量流量計探頭。此例中，入口和出口的值相等，這表明我們沒有在此質量守恒中觀察到任何可能存在的數值誤差。近乎完美的質量守恒表明數值誤差應該很小。下表中的“躍值”表示入口處總壓力的變化。
觀察下圖中的壓力和速度大小分布，可以看到，從入口通向泵蝸殼的徑向方向上，壓力上升，而速度反復變化。
模型方程的解可生成泵性能曲線。這條曲線是確定離心泵設計是否適用于特定產品應用的至關重要的判斷標準。
展開 