發(fā)布時間：2017-11-02 14:20

  本文關鍵詞：微型高速離心泵內空化流動特性的數值研究

  更多相關文章： 微型高速離心泵 空泡 空化流動 壓力脈動 數值模擬

【摘要】：傳統(tǒng)的低比轉速離心泵的能量轉換效率一般較低,在流量和揚程一定的條件下,泵的高速化和微型化將是提高泵運行效率的有效方法。隨著加工制造技術的進步,微型尺寸的制造加工精度不足導致的效率降低問題可得到較好的解決,但傳統(tǒng)離心泵的高速化和微型化并定會對泵的運行可靠性和抗空化能力提出更高的要求。為了認識微型高速離心泵內的空化流動現(xiàn)象,本文將以單級微型高速離心泵作為研究對象,采用CFX計算得到不同空化數下微型高速離心泵內的空化分布規(guī)律,分析葉輪內葉片做功能量轉換和流體流動受空化的作用。通過葉輪葉表和蝸殼流道內的非穩(wěn)態(tài)壓力場的計算,分析了空化流動對壓力脈動時域和頻域特性的影響。研究結果表明,本文所采用的數值模擬方法還是能夠準確地預測微型高速離心泵內的空化流動。隨著空化數的逐步降低,離心泵的抗空化性能在一定流量系數范圍內隨著流量系數的增大而減弱,葉輪流道內葉片吸力側出現(xiàn)低速流動區(qū)和二次回流的流動現(xiàn)象,同時葉片工作面尾緣處的局部高速區(qū)向流道內延展；空化流主要降低了葉片前半段的葉表載荷,相反葉片后半段上載荷大小卻得到增加；在非空化和空化狀態(tài)下,葉表和蝸殼內的壓力脈動主頻分別為葉輪轉動頻率或者其倍數和葉片通過頻率。當離心泵內發(fā)生臨界空化時,葉位于空泡內部的葉表監(jiān)測點的壓力脈動幅值得到減弱有的甚至降為0,但蝸殼內監(jiān)測點的幅值均要高于非空化工況。最后,截面內的漩渦在不同時刻下發(fā)生強度和位置的變化,是造成蝸殼內壓力脈動振幅值增強的主要因素。
【關鍵詞】：微型高速離心泵 空泡 空化流動 壓力脈動 數值模擬
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH311
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-20
• 1.1 課題的背景及意義9-10
• 1.2 泵內空化國內外研究現(xiàn)狀10-19
• 1.2.1 空化機理和形式10-14
• 1.2.2 空化模型研究進展14-17
• 1.2.3 泵內空化流動數值模擬的現(xiàn)狀和發(fā)展17-19
• 1.3 本文主要研究工作19-20
• 第二章 微型高速泵內的空化計算模型和方法20-30
• 2.1 空化流動的數值模擬理論20-24
• 2.1.1 流場計算控制方程20-21
• 2.1.2 湍流模型的選擇和修正21-22
• 2.1.3 空化模型的選擇22-24
• 2.2 計算模型及網格劃分24-27
• 2.2.1 流體幾何模型建立24-26
• 2.2.2 網格劃分和無關性驗證26-27
• 2.3 數值求解方法27-28
• 2.3.1 邊界條件與交界面的設定27-28
• 2.4 本章小結28-30
• 第三章 微型高速泵空化分布及對流動性能影響30-46
• 3.1 定常計算結果分析30-34
• 3.1.1 泵內非空化下的流動情況30-32
• 3.1.2 離心泵空化外特性曲線32-34
• 3.2 離心泵內部空化特性分析34-41
• 3.2.1 葉片間流道內靜壓力分布34-36
• 3.2.2 葉片流道內空泡分布對比36-38
• 3.2.3 不同葉高上空泡體積分數分布對比38-39
• 3.2.4 葉片數對空化分布的影響39-41
• 3.3 空化對泵內流動和做功影響41-45
• 3.3.1 輪流道內相對速度分布41-42
• 3.3.2 葉片表面壓力和載荷分布42-45
• 3.4 本章小結45-46
• 第四章 泵內不穩(wěn)定流動非定常數值分析46-60
• 4.1 非定常計算方法46-47
• 4.2 葉輪內葉表壓力脈動分析47-51
• 4.2.1 葉輪葉表靜壓脈動P_(rms)47
• 4.2.2 葉表壓力脈動頻域分析47-51
• 4.3 葉輪內不同時刻空泡形狀分布51-52
• 4.4 蝸殼內壓力脈動分析52-58
• 4.4.1 蝸殼內壓力脈動時域分布52-53
• 4.4.2 蝸殼內壓力脈動頻域分析53-56
• 4.4.3 蝸殼橫截面內流動特性分析56-58
• 4.5 本章小結58-60
• 第五章 總結與展望60-63
• 5.1 研究總結60-61
• 5.2 研究展望61-63
• 參考文獻63-67
• 致謝67-68
• 附錄 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文68

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 王松林;譚磊;王玉川;;離心泵蝸殼內非定常流動特性[J];振動與沖擊;2014年11期

2 王松林;譚磊;王玉川;;離心泵瞬態(tài)空化流動及壓力脈動特性[J];振動與沖擊;2013年22期

3 郭曉梅;李f3;崔寶玲;朱祖超;;前置不同誘導輪高速離心泵旋轉空化特性研究[J];航空學報;2013年07期

4 劉厚林;劉東喜;王勇;吳賢芳;莊宿國;;三種空化模型在離心泵空化流計算中的應用評價[J];農業(yè)工程學報;2012年16期

5 常書平;王永生;;基于CFD的混流泵空化特性研究[J];排灌機械工程學報;2012年02期

6 王秀禮;袁壽其;朱榮生;付強;俞志君;;離心泵汽蝕非穩(wěn)定流動特性數值模擬[J];農業(yè)機械學報;2012年03期

7 陳慶光;吳玉林;劉樹紅;王濤;張永建;;軸流式水輪機內三維空化湍流的數值研究[J];水力發(fā)電學報;2006年06期

8 陳慶光;吳玉林;劉樹紅;吳墑鋒;張永建;王濤;;軸流式水輪機全流道內非定常空化湍流的數值模擬[J];機械工程學報;2006年06期

9 王國玉,吳炯楊,李向賓,史維,韓占忠,張敏弟;空化紊流流動的數值計算模型及其驗證[J];工程熱物理學報;2005年06期

10 徐宇,吳玉林,劉文俊,陳乃祥;用兩相流模型模擬混流式水輪機內空化流動[J];水利學報;2002年08期

，

本文編號：1131916