本文關(guān)鍵詞：離心泵葉輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)與內(nèi)部流場(chǎng)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：泵的應(yīng)用非常廣泛,是一種通用動(dòng)力機(jī)械,如應(yīng)用于采礦中坑道的排水、冶金冶煉爐中各種液體的輸送、農(nóng)業(yè)灌溉等各個(gè)領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)的離心泵主要存在效率低、性能不穩(wěn)定、抗汽蝕能力差、揚(yáng)程不達(dá)標(biāo)等方面的問題。本文建立了效率、揚(yáng)程及汽蝕余量的數(shù)學(xué)模型,利用多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法對(duì)離心泵葉輪的幾何參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。并對(duì)優(yōu)化后的離心泵進(jìn)行三維建模及流場(chǎng)分析,最后對(duì)離心泵葉輪的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行研究,為優(yōu)化后的離心泵進(jìn)一步優(yōu)化提供參考。主要研究?jī)?nèi)容有：1.分別對(duì)離心泵葉輪的效率、揚(yáng)程、汽蝕余量以及駝峰曲線建立數(shù)學(xué)模型,將效率、揚(yáng)程、汽蝕余量數(shù)學(xué)模型組合成多目標(biāo)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,確定了消除駝峰曲線的條件。2.賦予各目標(biāo)函數(shù)相應(yīng)的權(quán)重系數(shù),確定離心泵葉輪主要幾何參數(shù)的邊界條件,編寫好相關(guān)的遺傳算法程序。在MATALB中對(duì)程序進(jìn)行計(jì)算得葉輪最優(yōu)化幾何參數(shù),對(duì)優(yōu)化后的離心泵和原離心泵數(shù)學(xué)模型進(jìn)行比較分析,得到性能優(yōu)秀離心泵的幾何參數(shù)。3.運(yùn)用PRO/E軟件對(duì)離心泵葉輪和蝸殼流道分別進(jìn)行三維建模。利用ANSYS ICEM CFD軟件對(duì)離心泵葉輪和泵殼分別劃分非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格,將葉輪和泵殼的流場(chǎng)網(wǎng)格進(jìn)行裝配并輸出為FLUENT可分析的文件。4.確定離心泵的進(jìn)口邊界條件、出口邊界條件以及接觸面,采用RNGk-ε湍流模型。運(yùn)用FLUENT軟件對(duì)離心泵泵內(nèi)流場(chǎng)在不同工況下進(jìn)行數(shù)值模擬,得到不同工況下離心泵的內(nèi)流場(chǎng)速度、靜壓力和總壓力分布圖。5.根據(jù)模擬結(jié)果預(yù)測(cè)了離心泵的性能曲線,并與離心泵優(yōu)化前后的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。驗(yàn)證優(yōu)化后的離心泵效率、揚(yáng)程都得到了提高,運(yùn)行也更加穩(wěn)定。
【關(guān)鍵詞】：離心泵 優(yōu)化設(shè)計(jì) 數(shù)值模擬 性能曲線預(yù)測(cè)
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH311
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 緒論13-19
• 1.1 本課題的研究背景與意義13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外研究的進(jìn)展14-15
• 1.2.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)方法在離心泵中的應(yīng)用15-16
• 1.2.3 CFD技術(shù)在離心泵中的應(yīng)用16-17
• 1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 第二章 離心泵的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型19-35
• 2.1 離心泵介紹與工作原理20-22
• 2.1.1 離心泵水力設(shè)計(jì)20
• 2.1.2 離心泵的典型結(jié)構(gòu)20-21
• 2.1.3 離心泵的工作原理21-22
• 2.2 離心泵的基本控制方程22-24
• 2.3 離心泵理論揚(yáng)程最大的數(shù)學(xué)模型24-25
• 2.4 離心泵效率最大的數(shù)學(xué)模型25-28
• 2.4.1 離心泵的水力效率25-27
• 2.4.2 離心泵的容積效率27-28
• 2.4.3 離心泵的機(jī)械效率28
• 2.4.4 離心泵的總效率28
• 2.5 離心泵汽蝕余量的數(shù)學(xué)模型28-30
• 2.6 消除H-Q駝峰曲線30-31
• 2.7 目標(biāo)函數(shù)與約束條件的處理31-33
• 2.7.1 統(tǒng)一目標(biāo)函數(shù)31-32
• 2.7.2 約束條件的處理32-33
• 2.8 本章小結(jié)33-35
• 第三章 離心泵葉輪的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)35-41
• 3.1 遺傳算法概述35-36
• 3.2 離心泵葉輪優(yōu)化實(shí)例36-37
• 3.2.1 離心泵參數(shù)的確定36-37
• 3.2.2 加權(quán)因子的確定37
• 3.2.3 各變量約束值的確定37
• 3.3 優(yōu)化計(jì)算及結(jié)果分析37-39
• 3.4 與其他優(yōu)化結(jié)果的對(duì)比分析39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第四章 離心泵內(nèi)部流場(chǎng)分析41-63
• 4.1 離心泵的三維幾何造型41-43
• 4.2 計(jì)算流體力概念43-44
• 4.3 ANSYS ICEM CFD網(wǎng)格劃分44-47
• 4.3.1 ANSYS ICEM CFD的特點(diǎn)44-45
• 4.3.2 離心泵流道網(wǎng)格劃分45-47
• 4.4 泵內(nèi)流場(chǎng)基本控制方程47-50
• 4.4.1 基本控制方程47-48
• 4.4.2 湍流模型48-49
• 4.4.3 合適的邊界條件49
• 4.4.4 固體壁面邊界條件49-50
• 4.5 泵內(nèi)流場(chǎng)計(jì)算過程50-52
• 4.6 離心泵內(nèi)流場(chǎng)模擬結(jié)果與分析52-62
• 4.6.1 殘差曲線圖52-53
• 4.6.2 離心泵內(nèi)部速度分布53-55
• 4.6.3 離心泵內(nèi)部靜壓力分布55-57
• 4.6.4 離心泵內(nèi)部總壓力分布57-59
• 4.6.5 離心泵特征曲線預(yù)測(cè)59-60
• 4.6.6 優(yōu)化前后結(jié)果比較分析60-62
• 4.7 本章小結(jié)62-63
• 總結(jié)與展望63-65
• 一. 總結(jié)63-64
• 二. 展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文69-71
• 致謝71

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 韋章兵,歐澤深;離心泵葉輪內(nèi)氣、固相運(yùn)動(dòng)特征的研究[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2002年03期

2 齊學(xué)義,倪永燕;復(fù)合式離心泵葉輪短葉片偏置設(shè)計(jì)分析[J];甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2003年04期

3 阮超群,趙育愷;離心泵葉輪葉形檢測(cè)方法[J];通用機(jī)械;2003年03期

4 劉勝柱,郭鵬程,羅興，

本文編號(hào)：264764