本文關(guān)鍵詞：低比轉(zhuǎn)速熱水循環(huán)泵的設(shè)計(jì)與汽蝕性能研究

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【摘要】：隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,大型暖通中央空調(diào)在商業(yè)和民用建筑中的應(yīng)用也越來(lái)越普及,其能耗在社會(huì)總能耗中所占的比重也越來(lái)越大。循環(huán)水泵作為為整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)提供水循環(huán)動(dòng)力的裝置,其耗能又在空調(diào)系統(tǒng)的耗能中占有很大比重。熱水循環(huán)泵輸送的介質(zhì)為熱水,介質(zhì)條件更加苛刻,運(yùn)行中也會(huì)更加不穩(wěn)定。因此,低比轉(zhuǎn)速熱水循環(huán)泵的合理設(shè)計(jì)和匹配,則顯得至關(guān)重要,是整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)運(yùn)行和高效節(jié)能的關(guān)鍵。在傳統(tǒng)離心泵設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上,通過(guò)優(yōu)化幾何參數(shù)提高循環(huán)泵的水力效率和運(yùn)行穩(wěn)定性,成為一個(gè)重要的研究課題。本文采用理論分析、數(shù)值計(jì)算和試驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法對(duì)低比轉(zhuǎn)速熱水循環(huán)泵的水力性能和汽蝕性能進(jìn)行了研究,旨在建立一套基于加大流量設(shè)計(jì)法的低比轉(zhuǎn)速熱水循環(huán)泵水力設(shè)計(jì)方法。本文的主要工作有：1)對(duì)現(xiàn)有的熱水循環(huán)泵研究狀況和已有的研究成果進(jìn)行總結(jié)概括。根據(jù)給定的設(shè)計(jì)工況,結(jié)合加大流量設(shè)計(jì)法,完成對(duì)熱水循環(huán)泵關(guān)鍵過(guò)流部件葉輪和蝸殼的初步計(jì)算和設(shè)計(jì)。2)對(duì)循環(huán)泵的葉輪、蝸殼、進(jìn)出水管路及間隙進(jìn)行全流道三維建模,采用RNG k-e湍流模型對(duì)全流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,研究分析離心泵內(nèi)部的流動(dòng)狀況,并得到其水力性能曲線。在此基礎(chǔ)上,研究葉輪的葉片型式、后側(cè)間隙、進(jìn)口直徑、葉片數(shù)量等參數(shù)對(duì)離心泵水力性能的影響。3)對(duì)離心泵及管路系統(tǒng)的汽蝕進(jìn)行理論分析,建立汽蝕基本方程式,得到離心泵汽蝕余量的計(jì)算方法,采用混合模型和Rayleigh-Plesset全空化模型對(duì)優(yōu)化后的循環(huán)泵模型進(jìn)行汽蝕求解,得到循環(huán)泵的臨界汽蝕余量,并分析空化在泵內(nèi)產(chǎn)生和擴(kuò)大的過(guò)程。最后改變介質(zhì)溫度,研究對(duì)溫度對(duì)離心泵汽蝕性能的影響。4)建立離心泵性能測(cè)試試驗(yàn)臺(tái),根據(jù)離心泵外特性性能測(cè)試的方法,完成對(duì)循環(huán)泵全流量的性能試驗(yàn),得到試驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,繪制性能曲線,并將模擬結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比和分析。本文給出的低比轉(zhuǎn)速熱水循環(huán)泵水力部件的設(shè)計(jì)方法,以及對(duì)應(yīng)的三維流動(dòng)數(shù)值模擬和性能預(yù)測(cè)技術(shù),成功地應(yīng)用于循環(huán)泵模型的優(yōu)化,有效提高了循環(huán)泵的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。該設(shè)計(jì)分析方法對(duì)熱水循環(huán)泵的模型設(shè)計(jì)和產(chǎn)品研發(fā)具有一定的參考價(jià)值和借鑒意義。
【關(guān)鍵詞】：低比轉(zhuǎn)速 熱水泵 優(yōu)化設(shè)計(jì) 汽蝕性能 試驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB65
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 緒論11-18
• 1.1 研究的背景和意義11-12
• 1.2 低比轉(zhuǎn)速離心泵研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 低比轉(zhuǎn)速泵的特點(diǎn)12-13
• 1.2.2 低比轉(zhuǎn)速泵的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 離心泵汽蝕的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.1 離心泵汽蝕現(xiàn)象及危害14-15
• 1.3.2 離心泵汽蝕研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 本論文的主要研究目標(biāo)和內(nèi)容16-18
• 2 低比轉(zhuǎn)速熱水循環(huán)泵過(guò)流部件的設(shè)計(jì)18-30
• 2.1 引言18
• 2.2 加大流量設(shè)計(jì)法18-20
• 2.3 過(guò)流部件水力設(shè)計(jì)20-29
• 2.3.1 設(shè)計(jì)要求20
• 2.3.2 葉輪設(shè)計(jì)20-27
• 2.3.3 蝸殼設(shè)計(jì)27-29
• 2.4 小結(jié)29-30
• 3 熱水循環(huán)泵數(shù)值模擬與性能優(yōu)化30-51
• 3.1 引言30
• 3.2 數(shù)值模擬方法30-33
• 3.2.1 計(jì)算流體力學(xué)的控制方程30-31
• 3.2.2 湍流模型31-33
• 3.2.3 分離求解方法33
• 3.3 初步設(shè)計(jì)模型的數(shù)值計(jì)算33-41
• 3.3.1 三維建模33-34
• 3.3.2 網(wǎng)格的劃分34-35
• 3.3.3 數(shù)值參數(shù)求解設(shè)置35-36
• 3.3.4 計(jì)算結(jié)果分析36-41
• 3.4 葉輪參數(shù)對(duì)水力性能的影響41-50
• 3.4.1 葉片型式對(duì)水力性能影響41-44
• 3.4.2 間隙對(duì)水力性能的影響44-46
• 3.4.3 進(jìn)口直徑對(duì)水力性能的影響46-47
• 3.4.4 葉片數(shù)對(duì)水力性能的影響47-50
• 3.5 小結(jié)50-51
• 4 熱水循環(huán)泵汽蝕性能研究51-61
• 4.1 引言51
• 4.2 汽蝕理論分析51-54
• 4.2.1 汽蝕方程式51-53
• 4.2.2 泵汽蝕余量的計(jì)算53-54
• 4.3 多相流控制方程54-55
• 4.4 空化數(shù)值模型55-57
• 4.4.1 三維建模及網(wǎng)格55-56
• 4.4.2 邊界條件56
• 4.4.3 模型驗(yàn)證56-57
• 4.5 結(jié)果及分析57-59
• 4.5.1 氣蝕擴(kuò)大過(guò)程57-58
• 4.5.2 不同溫度下的汽蝕余量58-59
• 4.6 小結(jié)59-61
• 5 熱水循環(huán)泵水力性能試驗(yàn)61-67
• 5.1 引言61
• 5.2 試驗(yàn)條件介紹61-63
• 5.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析63-66
• 5.3.1 試驗(yàn)結(jié)果63-66
• 5.3.2 試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬對(duì)比66
• 5.4 小結(jié)66-67
• 6 總結(jié)與展望67-69
• 6.1 總結(jié)67-68
• 6.2 展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-74
• 致謝74-75
• 作者簡(jiǎn)介75

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本文編號(hào)：815455