基于CFD的汽车水泵优化设计

摘要：

针对某增压直喷发动机冷却系统中水泵效率过低的问题，应用一维及三维CFD方法进行优化分析．首先根据发动机最大热负荷下冷却系统带走的热量，确定水泵的流量需求；其次采用一维CFD软件Flowmaster对该发动机冷却系统进行分析，确定水泵的扬程需求；然后根据流量及扬程需求，对水泵进行详细设计，其中叶轮设计方式为闭式离心叶轮，且叶片前缘向压力面倾斜，蜗壳设计方式为梯形截面的扩张通道；最后采用三维CFD软件Fluent对设计的叶轮及蜗壳进行计算，对设计方案进行优化．计算结果表明，CFD计算值与试验值吻合，误差小于5％；优化后水泵在设计工况下满足设计需求，总效率较原水泵提高了26％；抗气蚀性能增强，必须汽蚀余量NPSHR降低0.4 m ．流场分析表明，新水泵较原水泵压力分布更均匀；新水泵消除了原蜗壳内的低速旋涡，使能量损失减少，能量转换效率大幅提高．

关键词：水泵、优化设计、CFD、冷却系统、性能分析

分类号：S277.9(农田水利)

资助基金：国家国际科技合作专项项目2011DFA72050

在线出版日期：2014-07-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：477-481