【摘要】： 隨著科技的進步和經(jīng)濟的發(fā)展,使用水力機械輸送各種固態(tài)物質(zhì)的領(lǐng)域不斷擴大。螺旋離心泵作為一種新型雜質(zhì)泵,將螺旋泵與離心泵融合為一體,其獨特的結(jié)構(gòu)可將兩者的優(yōu)勢充分發(fā)揮。與傳統(tǒng)雜質(zhì)泵相比,螺旋離心泵具有一系列的優(yōu)點:可通性好、不易堵塞、過流部件磨損小、效率高、使用壽命長、運行費用低,并且具有良好的可調(diào)節(jié)性。 由于系統(tǒng)的變化等原因,使得泵經(jīng)常會運行在非設(shè)計工況,主要是在小流量下運行。當泵在小流量下運行時,在葉輪入口和出口處會出現(xiàn)一種回流現(xiàn)象。由于這種現(xiàn)象出現(xiàn)時還伴隨著小渦列,以及相應(yīng)的壓力場和速度場的變化。所以,回流不僅對泵的效率、穩(wěn)定性和噪聲等都有影響,而且對泵的汽蝕也有明顯的影響。因此,對離心泵小流量時出現(xiàn)的回流及其控制進行研究,具有重要的現(xiàn)實意義。本文對100LN-7型螺旋離心泵進行了實例設(shè)計,并采用湍流雷諾方程、標準k-ε湍流模型及滑移網(wǎng)格技術(shù),以FLUENT軟件為工具,在清水介質(zhì)下數(shù)值計算了其內(nèi)部流道的流動狀況,計算結(jié)果表明采用該模型能真實反映泵內(nèi)流場存在明顯的回流現(xiàn)象,并且找到了兩種能夠有效控制回流的方法,即在蝸殼入口處加環(huán)形壁面和在葉輪的葉片邊緣上加壁面,且壁面高度和蝸殼寬度之比均取h/B=0.333,同時驗證了兩種對螺旋離心泵回流控制方法的可行性。經(jīng)數(shù)值模擬表明,利用本文提出的兩種對單葉片螺旋離心泵回流控制的新方法,能有效提高螺旋離心泵的性能。 對100LN-7型螺旋離心泵進行了雙葉片設(shè)計,在清水介質(zhì)下,對其進行多工況三維定常流動計算,研究其對外特性的影響;通過100LN-7型雙葉片螺旋離心泵三維非定常流動計算,揭示了螺旋離心泵中葉輪與蝸殼的動靜干擾對流體流動產(chǎn)生的非定常影響,并在此基礎(chǔ)上得到了螺旋離心泵流道出口的壓力脈動,發(fā)現(xiàn)了出口壓力波動幅度比較大的現(xiàn)象;利用100LN-7型雙葉片螺旋離心泵輸送固液兩相流的定常流動結(jié)果研究了不同固相濃度,不同顆粒粒徑工況下的內(nèi)部壓力、速度及濃度分布規(guī)律。研究結(jié)果對螺旋離心泵的設(shè)計和性能的改善提供了依據(jù)。
【圖文】：

功能、廣闊的適用性成為國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的CFD軟件之一。使用GAMBIT作為其前處理軟件，可以讀入多種CAD軟件的三維幾何模型和多種CAE軟件的網(wǎng)格模型。對三維模型提供了包括六面體、楔形、金字塔形、四面體網(wǎng)格(圖2.2)來解決具有復雜外形的流動，而且允許用戶根據(jù)具體情況對網(wǎng)格進行局部修改。圖2.2「 1uent中的三維網(wǎng)格形式FLUENT可完成多種參考系下的流場模擬、定常與非定常流動分析、不可壓縮和可壓縮流計算、層流和湍流模擬、傳熱和熱混合分析、化學組分混合和反應(yīng)分析、多項流分析、固體與流體禍合傳熱分析、多孔介質(zhì)分析等。它的湍流模型包括k一:模型、Reynolds應(yīng)力模型、LEs模型、標準壁面函數(shù)、雙層近壁模型等。

獷獷獷圖3.2橫截面圖圖3.3實體圖3.2.2加葉片邊緣形壁控制回流加葉片邊緣形壁控制回流這種方法是很簡單的，這種方法值得應(yīng)用是由的尺寸比較小，這樣的話流道面積就不會減小很多，有利于固體等雜質(zhì)的通用這種方法只需要把壁面建立在出現(xiàn)回流最嚴重的地方，一般把它建立在葉邊緣，，從而控制兩個方面的回流現(xiàn)象。一方面，控制從蝸殼到葉輪出口的回另一方面，控制葉片上由壓力面到吸力面的回流。這種方法和上面提到的加壁的方法最大的區(qū)別就在于，環(huán)形壁面是加在蝸殼上的，它是固定的，不會輪的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，而葉片邊緣形壁是加在葉輪上面的，所以它是隨葉輪的旋共同旋轉(zhuǎn)的，這種方法也將通過數(shù)值模擬的方法進行驗證，并且與加環(huán)形壁法進行比較。其結(jié)構(gòu)圖如下:
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TH311

【引證文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 李彤;周建佳;袁壽其;;基于流場計算的螺旋離心泵葉輪靜力學分析[J];流體機械;2013年12期

相關(guān)博士學位論文 前1條

1 張華;單葉片螺旋離心式潛水排污泵的優(yōu)化設(shè)計及試驗研究[D];江蘇大學;2014年

相關(guān)碩士學位論文 前4條

1 高青鵬;立式離心泵結(jié)構(gòu)設(shè)計與仿真分析[D];安徽理工大學;2014年

2 高宏;變轉(zhuǎn)速工況下螺旋離心泵相似特性研究[D];蘭州理工大學;2013年

3 高楊;螺旋離心泵啟動過程及軸向力特性的數(shù)值研究[D];蘭州理工大學;2013年

4 馬薇;螺旋離心泵內(nèi)固液兩相非定常流動的數(shù)值計算與分析[D];蘭州理工大學;2012年

本文編號：2652734