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后置灯泡贯流泵灯泡段参数化几何造型方法研究

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声明

1绪论

1.1前言

1.2灯泡贯流泵的特点和研究现状

1.2.1灯泡贯流泵的特点

1.2.2灯泡贯流泵的国内外研究现状

1.3国内外参数化技术研究现状

1.3.1国外发展现状

1.3.2国内发展现状

1.4本文的研究内容和方法

1.4.1本文的主要研究内容

1.4.2实现方法

2 Pro/E的参数化设计技术

2.1 Pro/E软件的功能特性

2.2参数化设计简介

2.2.1参数化设计概念

2.2.2参数化设计特点

2.2.3 Pro/E的参数化设计功能

2.3 Pro/E的二次开发工具

2.4程序化工具Pro/Program简介

2.4.1 Pro/Program的使用流程

2.4.2 Pro/Program的组成

2.4.3 Pro/Program的语法

2.5 Pro/Program与Family Table(族表)的结合应用

2.5.1族表简介

2.5.2 Pro/Program与Family Table(族表)的关系

2.6本章小结

3灯泡段水力性能影响因素分析

3.1概述

3.2导叶段

3.3灯泡比及泵筒

3.3.1灯泡比

3.3.2泵筒

3.3.3灯泡比和泵筒大小对装置性能的影响

3.4灯泡体上下支撑体

3.4.1不同支撑体个数对装置性能的影响

3.4.2支撑体形状对装置性能的的影响

3.5灯泡体尾部形状

3.6泵筒尾部渐缩段

3.7本章小结

4灯泡段几何设计参数的计算确定

4.1概述

4.2导叶段参数定值

4.3灯泡段中间直段参数定值

4.3.1泵筒直径取值

4.3.2上下支撑体参数取值

4.4灯泡段尾部主要参数定值

4.5本章小结

5后置灯泡贯流泵灯泡段参数化几何造型

5.1贯流泵灯泡段的结构特征

5.2灯泡段参数化设计思路及步骤

5.2.1设计思路

5.2.2基本步骤

5.3灯泡段模型的创建

5.3.1泵筒的创建

5.3.2灯泡体的创建

5.3.3上下支撑体的创建

5.4贯流泵灯泡段参数化几何造型的实现

5.4.1设置独立参数

5.4.2编辑人机交互界面

5.4.3添加参数化设计关系式

5.4.4利用判断语句控制特征的生成与否

5.4.5参数化造型的最终实现

5.5生成不同结构灯泡段的Family Table(族表)

5.6灯泡段性能预测

5.6.1水力损失估算

5.6.2过水断面积变化趋势分析

5.7本章小结

6总结和展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

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摘要

南水北调工程中的泵站具有扬程低,流量大,年运行时间长的特点,而灯泡贯流泵,水力损失小,过流能力大,装置效率高,扬程越低,优越性越明显,是一种非常适用于南水北调工程的泵装置型式,具有较大的应用价值和发展潜力。 有关资料研究表明,后置灯泡贯流泵在高效区运行时,灯泡段的水力损失在整个泵装置(除叶轮)的水力损失中所占比重最大,可见灯泡段结构对装置效率有较大影响。为实现灯泡段结构形状的优化设计,必须首先解决灯泡段几何形状的参数化设计问题。本文对灯泡段结构形状进行深入研究,包括和灯泡段紧密相连的导叶段轴面尺寸,灯泡比和泵筒尺寸,泵筒及灯泡体尾部形状和灯泡体上下支撑体截面形状等对贯流泵装置性能的影响。以减小灯泡段水力损失为出发点,分析灯泡段各部分结构对流体阻力系数的影响,通过对国内外现有优秀贯流泵装置型式的比较分析,提炼出灯泡段各个重要几何结构参数的取值方法,确定导叶轮毂单边扩散角、水流当量扩散角、泵简直径、灯泡比和过水断面积扩散度等作为主要的设计参数。 Pro/ENGNEER是美国参数技术公司的机械设计自动化软件产品,它是第一个具有参数化功能的系统。本文以它作为三维参数化造型工具,对后置灯泡贯流泵灯泡段进行实体模型的创建,运用程序化工具—-Program完成灯泡段结构的独立参数设置,关系式添加,特征控制以及相关程序的编辑。设计人员可以通过人机交互界面输入参数值或通过读取数据文件来实现灯泡段结构的快速创建和修正。并结合Family Table(族表)功能,创建一个包含不同尺寸和特征的灯泡段结构库。 对实现参数化造型设计的灯泡段进行水力损失的估算和过水断面积变化趋势的分析,结果表明,在只有几个独立参数变化的情况下,灯泡段的总水力损失较小,过流断面积变化整体趋于平缓,水流应有较好流态。设计结果为实现灯泡段结构形状的优化设计跨出了关键性的一步。

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