离心泵是使用叶轮将水甩向压水管路，同时在叶轮芯部产生负压达到吸水目的，从而进行供水的装置，如图12-29所示。本实例将对离心水泵的供水过程进行流体分析，分析其工作时泵体所受压强和出口处的压强等。

【制作分析】

本模型为离心式水泵，已知入口流量为0.0001m³/s，环境压力1atm，转速2000rad/s，求出口处的总压强。操作时将首先创建封盖，然后进行分析并取得分析结果，其中叶轮旋转的设置和其余不旋转部分的设置是关键。下面介绍操作过程。

图12-29 离心泵结构和分析后的表面压强图

【制作步骤】

打开本书提供的素材文件“离心泵.SLDASM”，启用“SolidWorks Flow Simulation”插件，然后将泵盖压缩（令其不参与运算，而在原位置创建封盖，以简化模型的运算量），如图12-30所示。

单击“Flow Simulation”选项卡中的“创建封盖”按钮，在模型的多个位置创建封盖，如图12-31所示（个别位置所创建的封盖可能不太准确或者无法创建，此时，需要直接创建新的拉伸零件作为封盖）。

图12-30 打开模型并隐藏泵盖

图12-31 创建的封盖

提示

共需创建5个封盖，其中三个封盖可使用“创建封盖”按钮创建，其余两个需要执行“新零件”命令创建（应注意泵体上部侧面和底部侧面的螺纹孔，一定要盖住，否则无法执行分析操作）。

单击“Flow Simulation”选项卡中的“向导”按钮，启动向导，进行向导设置。操作时其他选项都可保持系统默认设置，而只需在“向导-分析类型”界面中，设置绕Y轴旋转，旋转速度设置为2000rad/s，并在“向导-默认流体”界面中，添加“水”介质即可，如图12-32所示。

图12-32 向导中需要设置的两个操作界面

右击“边界条件”项，选择“插入边界条件”菜单命令，选择入口处封盖内表面，添加入口处的边界条件为“入口体积流量”，“流动参数”为0.0001m³/s，如图12-33所示。

通过与步骤4相同的操作，选择出口处封盖的内表面，设置出口处的边界条件为“环境压力”，“热动力参数”为“101325Pa”，如图12-34所示。

(www.daowen.com)

图12-33 添加入口边界条件

图12-34 添加出口边界条件

再次执行添加边界条件操作，设置模型内部除叶轮表面外的其余所有面为“真实壁面”，并选中“定子”复选框，单击“确定”按钮继续，如图12-35所示（因为在向导中设置了整体旋转，此处操作是设置机器运行时不动的部分）。

图12-35 设置定子真实壁面

右击项目树的“目标”项，选择“插入表面目标”菜单命令，打开“表面目标”属性管理器，然后选择入口处封盖的内表面，再选中“表面目标”属性管理器中的“参数”卷展栏中“总压”的“平均值”复选框，设置分析目标，如图12-36所示。

图12-36 设置分析目标

单击“Flow Simulation”选项卡中的“运行”按钮，执行“分析”命令。分析完成后右击项目树“结果”项下的“表面图”项，选择“插入”菜单命令，打开“表面图”属性管理器，选中“所有面”复选框，创建“表面图”，如图12-37所示。

图12-37 表面图静压效果

右击项目树“结果”项下的“流动轨迹”项，选择“插入”菜单命令，打开“流动轨迹”属性管理器，设置点数为“20”，“外观”为带箭头的线，添加流动轨迹，如图12-38所示。

右击项目树“结果”项中的“目标值”项，选择“插入”菜单命令，打开“目标图”属性管理器，单击“显示”按钮，即可查看目标的值，如图12-39所示（此处目标值说明，出口处的总压力，即静压加动压，约等于117630Pa）。

图12-38 添加流动轨迹线效果

图12-39 得到的目标值