一种基于CFD的柴油机冷却水泵优化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109209602A(43)申请公布日2019.01.15(21)申请号201811280092.8F04D15/00(2006.01)(22)申请日2018.10.30(71)申请人山东云内动力有限责任公司地址262500山东省潍坊市青州市南环路10001号申请人青岛理工大学(72)发明人李钧袁鸿磊田通杨勇彭茂武(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人陈晓敏(51)Int.Cl.F01P5/10(2006.01)F04D29/24(2006.01)F04D29/42(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图8页(54)发明名称一种基于CFD的柴油机冷却水泵优化方法(57)摘要本发明属于柴油机冷却水泵技术领域，具体涉及一种基于CFD的柴油机冷却水泵优化方法，采用三维造型软件及流体力学分析软件对冷却水泵进行CFD仿真分析，得出冷却水泵的内流场静压力、速度矢量、湍动能分布图；分析内流场静压力、速度矢量及湍动能分布图是否符合需求，分析叶轮、涡室的结构参数对冷却水泵性能的影响，最终得出冷却水泵散热效率低下的原因；根据叶轮、涡室的经验设计公式，对冷却水泵进行优化设计，得出优化设计后新的冷却水泵，并得到新的叶轮和涡室结构参数。本发明能够实现柴油机冷却水泵的快速优化设计。CN109209602ACN109209602A权利要求书1/1页1.一种基于CFD的柴油机冷却水泵优化方法，所述冷却水泵包括泵体及设置在泵体中的叶轮，所述叶轮与叶轮轴的一端固定连接，所述叶轮轴的另一端伸出泵体，所述泵体上固定连接有水泵盖板，水泵盖板与泵体之间设有密封圈，所述叶轮轴通过止推轴承安装在泵体内部，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，通过柴油机整体技术参数来计算柴油机对冷却水泵的实际需求；步骤2，采用三维造型软件及流体力学分析软件对冷却水泵进行CFD仿真分析，得出冷却水泵的内流场静压力、速度矢量、湍动能分布图；步骤3，分析内流场静压力、速度矢量及湍动能分布图是否符合需求；分析叶轮、涡室的结构参数对冷却水泵性能的影响，最终得出冷却水泵散热效率低下的原因；步骤4，通过步骤3得出的散热效率低下的原因以及叶轮、涡室的经验设计公式，对冷却水泵进行优化设计，得出优化设计后新的冷却水泵，并得到新的叶轮和涡室结构参数；步骤5，对步骤4中得到的新的冷却水泵进行CFD分析，用后处理计算数据进行进出口压力、扬程、流量、功率的模拟预测，同时与原冷却水泵流体参数进行对比，得出最终优化结论；步骤6，对优化后的新冷却水泵进行试验，观察新的冷却水泵转速的变化对于进出口压力、流量、扬程、功率和效率的影响，得出水泵特性曲线与性能效率曲线，同时对比原冷却水泵性能参数，看能否达到设计要求和优化目标。2.根据权利要求1所述的基于CFD的柴油机冷却水泵优化方法，其特征在于，所述步骤2中CFD仿真分析的过程为：利用solidworks软件建立冷却水泵的三维模型，然后将三维模型导入ICEM软件进行网格划分，将进行网格划分后的三维模型导入流体力学分析软件Fluent，利用流体力学分析软件Fluent进行冷却水泵的前处理、数值计算和后处理。3.根据权利要求1所述的基于CFD的柴油机冷却水泵优化方法，其特征在于，所述步骤3中叶轮、涡室的结构参数包括叶轮进口角、叶轮出口角、叶轮出口宽度、叶轮的叶片叶型及涡室形状。4.根据权利要求1所述的基于CFD的柴油机冷却水泵优化方法，其特征在于，所述的实际需求包括冷却水泵的进出口压力、扬程、流量、功率和散热效率。5.根据权利要求1所述的基于CFD的柴油机冷却水泵优化方法，其特征在于，所述的需求包括冷却效率、防气蚀性能和防低液流冲击性能。6.根据权利要求1所述的基于CFD的柴油机冷却水泵优化方法，其特征在于，所述原冷却水泵流体参数包括原冷却水泵的进出口压力、扬程、流量和功率。2CN109209602A说明书1/5页一种基于CFD的柴油机冷却水泵优化方法技术领域[0001]本发明属于柴油机冷却水泵技术领域，具体涉及一种基于CFD的柴油机冷却水泵优化方法。背景技术[0002]目前国内的柴油机厂家设计冷却水泵时大多处于经验或半经验设计阶段，离不开经验公式。这就导致了目前发动机的冷却系统效率较低，无法进一步对发动机进行大幅度的优化。发明内容[0003]本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种基于CFD的柴油机冷却水泵优化方法，能够实现柴油机冷却水泵的快速优化设计。[0004]为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：一种基于CFD的柴油机冷却水泵优化方法，所述冷却水泵包括泵体及设置在泵体中的叶轮，所述叶轮与叶轮轴的一端固定连接，所述叶轮轴的另一端伸出泵体，所述泵体上固定连接有水泵盖板