离心泵水力设计系列教程

更新与2022.05.08补充部分Matlab源代码，来自网络！

此视频来自@穿秋裤的老寒腿 UP主，非常有个性的网名哈哈！由原作者原创并授权泵小丫转载发布，非常感谢小哥的分享！

目前视频更新了12期内容，具体入下：

• 离心泵木模图绘制-①-流道中线及过流断面
• 离心泵木模图绘制-②-在MATLAB下找出中间流线
• 离心泵木模图绘制-③-三条流线分点
• 离心泵木模图绘制-④-进口边确定及角度
• 离心泵木模图绘制-⑤-方格网的绘制
• 离心泵木模图绘制-⑥-叶片轴面截线的绘制
• 离心泵木模图绘制-⑦-叶片加厚
• 离心泵木模图绘制-⑧-通过提取数据快速找坐标
• 离心泵木模图绘制-⑨-叶片裁剪图（木模图）
• 基于UG对叶片进行三维建模
• 基于UG对于水体流道的建模
• 基于UG的六分之一水体划分

内容主要涉及叶轮水力图的绘制及建模，非常适合正在做叶轮设计的初学者！

Matlab进口角度计算代码

% 2016-05-21 迭代计算叶片进口角度
% 2016-09-08 换参数再算

Q = 200 / 3600; % 流量
EtaV = 0.9672; % 水利效率
Fa = 10.330e-3; % 过流断面面积
Z = 7; % 叶片数目

% % a-a
% Ua = 17.389; % 叶轮进口圆周速度
% D1 = 114.52; % 进口边与流线交点的直径

% % b-b
% Ua = 13.059; % 叶轮进口圆周速度
% D1 = 86; % 进口边与流线交点的直径

% % c-c
Ua = 7.592; % 叶轮进口圆周速度
D1 = 50; % 进口边与流线交点的直径

delta1 = 2; % 叶片真实厚度 
lambda = 85; % 计算点轴面截线和轴面流线的夹角


Psi = 0.95;

for j = 1: 10
Vm = Q / (EtaV * Fa * Psi);
tanBeta = Vm / Ua;
Beta = atan(Vm / Ua)*180/pi;
Beta = Beta + 2;

Psi1 = 1 - Z * delta1 / (pi*D1) * sqrt(1 + (cot(Beta*pi/180)/sin(lambda*pi/180))^2);

disp([Psi, Psi1, Beta]);
Psi = Psi1;
end

Matlab方格网叶片绘型代码

% 方格网上叶片绘型
% 即绘制过进口点与出口点，满足进口角和出口角的曲线
% 鉴于四个约束条件，该曲线为三次曲线，即 y = f(x) = a + b*x + c*x^2 + d*x^3
% 进口点坐标(x1, y1)，进口角度alpha1
% 出口点坐标(x2, y2)，出口角度alpha2
% 联立求解四元一次方程即可
% y1 = a + b*x1 + c*x1^2 + d*x1^3
% tan(alpha1) = b + 2*c*x1 + 3*d*x1^2
% y2 = a + b*x2 + c*x2^2 + d*x2^3
% tan(alpha2) = b + 2*c*x2 + 3*d*x2^2

clear, clc;

% 前盖板
x1 = 600; y1 = 21.4582;
x2 = 870; y2 = 125;
alpha1 = 22;
alpha2 = 27;

A = [ 1, x1, x1^2, x1^3;
1, x2, x2^2, x2^3;
0, 1, 2*x1, 3*x1^2;
0, 1, 2*x2, 3*x2^2 ];
B = [ y1; y2; tan(alpha1*pi/180); tan(alpha2*pi/180)];
X = A \ B; % 解方程得系数

xSpan = (x1: 20: x2)'; % 周向每个10°取上一个点去计算y值
if xSpan(end) ~= x2
xSpan = [xSpan; x2];
end
ySpan = X(1) + X(2)*xSpan + X(3)*xSpan.^2 + X(4)*xSpan.^3;
xySpan_QianGaiBan = [xSpan, ySpan];
alphaSpan_QianGaiBan = 180/pi*atan(X(2) + 2*X(3)*xSpan + 3*X(4)*xSpan.^2); % 叶片各个周向轴面的扭角计算

% 中间流线
x1 = 600; y1 = -16.3262;
x2 = 870; y2 = 125;
alpha1 = 28;
alpha2 = 27;

A = [ 1, x1, x1^2, x1^3;
1, x2, x2^2, x2^3;
0, 1, 2*x1, 3*x1^2;
0, 1, 2*x2, 3*x2^2 ];
B = [ y1; y2; tan(alpha1*pi/180); tan(alpha2*pi/180)];
X = A \ B; % 解方程得系数

xSpan = (x1: 20: x2)'; % 周向每个10°取上一个点去计算y值
if xSpan(end) ~= x2
xSpan = [xSpan; x2];
end
ySpan = X(1) + X(2)*xSpan + X(3)*xSpan.^2 + X(4)*xSpan.^3;
xySpan_ZhongJianLiuXian = [xSpan, ySpan];
alphaSpan_ZhongJianLiuXian = 180/pi*atan(X(2) + 2*X(3)*xSpan + 3*X(4)*xSpan.^2); % 叶片各个周向轴面的扭角计算

% 后盖板
x1 = 600; y1 = -74.7804;
x2 = 870; y2 = 125;
alpha1 = 42;
alpha2 = 27;

A = [ 1, x1, x1^2, x1^3;
1, x2, x2^2, x2^3;
0, 1, 2*x1, 3*x1^2;
0, 1, 2*x2, 3*x2^2 ];
B = [ y1; y2; tan(alpha1*pi/180); tan(alpha2*pi/180)];
X = A \ B; % 解方程得系数

xSpan = (x1: 20: x2)'; % 周向每个10°取上一个点去计算y值
if xSpan(end) ~= x2
xSpan = [xSpan; x2];
end
ySpan = X(1) + X(2)*xSpan + X(3)*xSpan.^2 + X(4)*xSpan.^3;
xySpan_HouGaiBan = [xSpan, ySpan];
alphaSpan_HouGaiBan = 180/pi*atan(X(2) + 2*X(3)*xSpan + 3*X(4)*xSpan.^2); % 叶片各个周向轴面的扭角计算

% % 将这些具体的物理坐标值折合为流线上的分点坐标
% 方格网上的左上角点为坐标原点O，其具体的物理坐标为
Ox = 600; Oy = 125;
% 方格网上垂直段1单位流线对应的具体物理长度，缩放系数
scaleFactor = 10; 
% 缩放为抽象的流线分点坐标值，每隔10°的一个轴面上的叶片截线的流线分点坐标
ySpan_QianGaiBan = (xySpan_QianGaiBan(:, 2) - Oy) / scaleFactor;
ySpan_ZhongJianLiuXian = (xySpan_ZhongJianLiuXian(:, 2) - Oy) / scaleFactor;
ySpan_HouGaiBan = (xySpan_HouGaiBan(:, 2) - Oy) / scaleFactor;

save zhouMianYePianJieXian_y_QianGaiBan.txt ySpan_QianGaiBan -ascii
save zhouMianYePianJieXian_y_ZhongJianLiuXian.txt ySpan_ZhongJianLiuXian -ascii
save zhouMianYePianJieXian_y_HouGaiBan.txt ySpan_HouGaiBan -ascii

save ZhouXiangJieMianYePianNiuJiao_QianGaiBan.txt alphaSpan_QianGaiBan -ascii
save ZhouXiangJieMianYePianNiuJiao_HouGaiBan.txt alphaSpan_HouGaiBan -ascii
save ZhouXiangJieMianYePianNiuJiao_ZhongJianLiuXian.txt alphaSpan_ZhongJianLiuXian –ascii

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