GypsLyon设计日志.docx

GypsLyon Hydraulic使用说明前言GypsLyon全名 General Impeller Product Solution & Liquid Interaction Oriental Nexus，其主要的用途是加快水泵及增压器离心叶轮设计的速度和精度作为一款个人研发软件，GypsLyon 并不具备其他商用软件所拥有的精美界面，但是其功能却简单易用，运算手段复杂多变，科学理论基础强大目前，GypsLyon 拥有三个模块，分别称为 GypsLyon Hydraulic、GypsLyon Compressor和 GypsLyon Engine，分别用于离心泵、增压器和柴油机设计计算，三者内核不同，使用方法也是各具特色，下面我将一一介绍一、GypsLyon HydraulicGypsLyon Hydraulic主要用于离心泵叶轮的设计工作，同时她也包含叶轮性能预测和不规则截面蜗壳设计图一、主界面点击按钮 Start开始计算，save 用于最后结果保存，如果需要放弃计算，请点击右上角关闭点击 Start之后，就会进入计算界面，计算界面是 GypsLyon的主要工作区域，分为六大部分：1、 Basic Data叶轮基本参数2、 Shape Data 基线形状参数3、 Leaves Angle叶片倾角4、 Fitting空间流线迭代拟合5、 Result结果参数6、 Volute蜗壳设计、性能预测其中 Load Data按钮和 Confirm Input按钮是唯一的，应当频繁使用。

图二、计算界面 Basic Data叶轮基本参数界面，首先点击 Load Data，对于没有设计经验的人，这个按钮重读了上次计算的输入参数，可做参照Impeller Diameter代表叶轮基线外径，Resistance factor代表出口阻力系数，Capacity代表 Single流道流量， Rotor Speed代表叶轮转速其中出口阻力系数可以借用上次输入数值，通过计算结果情况进行修正基线形状参数界面是 GypsLyon离心叶轮的基础，通过基线确立，GypsLyon通过单直角网格的手段，实现叶轮径向流道的预测和衍生图三、计算界面 Shape DataDiameter Factor代表基线首位横坐标的变化，参数越大基线越长；Flowidth Factor代表基线纵坐标的变化，参数越大基线越高；Leaves Number和 Total Thickness这两个参数决定叶片数量、影响排挤系数；最后 Line Mode代表基线线型，影响弯曲程度在基线形状设计中，使用者首先要控制叶轮基线横向长度，最好是将基线终点无限靠近叶轮中轴而不使其穿越对于水泵来说，由于液体密度较为稳定，因此不需要一定的回转半径从而获得压力维持叶轮进口宽度；而对增压器压气机来说，情况就彻底不同了。

图四、径向流道 Phase Curve通过 Show Phase Curve按钮，我们可以直接观察基线以及流道情况，若有问题可以随时调节基线形状，从而进行整改由于 GypsLyon基于高雷诺数理论开发，因此径向流道可以根据流线分布进行分割，从而实现沿着流线分割流量、沿着势线分割扬程两大功能，构成了等流线和等势面相结合的设计理念图五、计算界面 Leaves Angle界面中的 Leaves Angle 1~17代表这些等势面下基线空间叶片角的分布叶片角的分布原则上是允许用户任意选取，但是由于水泵离心叶轮、增压器压气机叶轮以及其他类型叶轮特性迥异，对于离心叶轮的叶片角，取值 15~30°为宜，同时对1~17等势面叶片夹角取值相同取值方面，针对流量较大，扬程较低的离心泵，叶片夹角取值尽量偏小，这样取值除了可以大大增加叶轮出口水力效率，减小对蜗壳扩压、效率回收的依赖；也同时减小了叶轮入口绝对流速 U，优化叶轮气蚀性能，以获得更大的吸程；更重要的是将叶片延长，有效减少叶轮叶片数量，增大流通能力（这是目前一些污水、渣水泵的设计策略） 相反、叶片夹角取值增大，相同直径下的叶轮总压增大，叶轮出口水力效率下降，叶轮出口绝对速度夹角 α减小，这时蜗壳设计十分重要，需要充分扩压来回收速度压，所幸由于 α减小，蜗壳设计相对容易（增压器压气机 α很大，设计蜗壳需要配合导叶缩小 α） 。

图六、计算界面 FittingFitting界面主要用于各条流线空间叶片角的迭代拟合，目的是在固定径向流道下实现静压力平衡，消除叶轮工作状态下二次流的出现其中 Resistance Reduction参数控制不同等势面下流道阻力系数的变化量，以此实现流道截面积的微调；Fitting Scale参数代表迭代步长、拟合幅度，数值越小步长越大，一旦发生不收敛的情况，就会跳出出错界面，软件强制退出图七、俯视流道 Plain Curve迭代拟合完毕以后，用户可以 Show Plain Curve，观察流道俯视情况一般情况 Plain Curve不会出现问题，只要Phase Curve计算无误，叶片夹角合理，拟合精度控制合适图八、计算界面 ResultResult界面显示计算结果，主要包含Total Capacity总体流量， Total Head总扬程，Static Head静扬程，Outflow Speed出口流速， Hydraulic Efficiency水力效率图九、绝对流速 Absolute Speed除此以外，Result 界面还包含Absolute Speed和 Radius Speed两张图表，清晰地表明了叶轮流道内的速度变化。

线性单值的速度变化能使叶轮稳定地运转，有效减小水力部件上的噪音、振动图九、径向流速 Radius Speed图十、计算界面 VoluteVolute界面是 GypsLyon Hydraulic计算的尾声，其中 Volute Inlet蜗壳进口宽度参数一般选取叶轮出口宽度的 1.2倍左右，当然针对输送介质固体颗粒较大的离心泵来说，可以适当加大对于目前蜗壳设计来说，动压回收率基本保持在93.75%*（Cu/U）^2 左右，这个数值蜗壳大小比较、空间布置比较合理后续三个参数 Capacity、Head(min)、Head(max)用于叶轮性能预测，结果只能用于参考计算完毕，点击右上关闭计算界面，点击保存即可目前 GypsLyon能与几大较主流的三维造型软件进行链接，数据测算、导入、绘图均能自动完成，大大减小设计的工作量图十一、实例 633mm叶轮、985rpm、1864.8m3/h图十二、相应蜗壳装配，扬程 70.2m。