【摘要】： 潛水泵是一種通用機(jī)械,屬量大面廣產(chǎn)品,具有廣闊的應(yīng)用前景。但是目前市場上的潛水泵機(jī)組效率還不夠高,還有很大的提升空間。潛水泵葉輪和導(dǎo)流器的適配性研究在設(shè)計和生產(chǎn)上具有一定的應(yīng)用價值,不但可以通過模擬結(jié)果改進(jìn)設(shè)計參數(shù),還可通過相同的導(dǎo)流器與不同的葉輪組合生產(chǎn)出性能不同的潛水泵,適應(yīng)市場需求,具有較大的科研和經(jīng)濟(jì)意義。 本課題運(yùn)用CFD數(shù)值模擬技術(shù)對潛水泵全流道進(jìn)行數(shù)值模擬與性能預(yù)測。主要內(nèi)容如下: 首先,推導(dǎo)出了葉輪和導(dǎo)流器的特性方程式,分析了葉輪和導(dǎo)流器的幾何參數(shù)對潛水泵性能的影響,討論了葉輪葉片出口寬度對潛水泵性能的影響。 其次,運(yùn)用Pro/ENGINEER三維建模軟件對80葉輪、125葉輪分別與125導(dǎo)流器組合的潛水泵全流道進(jìn)行流道三維建模,并用Gambit軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分。 第三,通過Fluent軟件對潛水泵Ⅰ潛水泵Ⅱ進(jìn)行了模擬計算與性能預(yù)測,并與試驗結(jié)果比較,分析了設(shè)計工況下導(dǎo)流器內(nèi)部的速度場、壓力場。證實了運(yùn)用CFD數(shù)值模擬方法來預(yù)測潛水泵的性能是完全可行的。 第四,在125導(dǎo)流器不變的情況下,保持面積比系數(shù)不變,選配兩種不同葉輪,通過試驗,預(yù)測其性能。得出結(jié)論:只要保持導(dǎo)流器喉部面積和葉輪出口葉片間的面積比值不變,就可得到另一種高效率的泵。運(yùn)用解析法計算所得的潛水泵最佳工況點(diǎn)與試驗所得的最佳工況點(diǎn)比較吻合,誤差較小,可見本文推導(dǎo)的方程式是比較正確的,本文所論述的潛水泵最佳工況點(diǎn)預(yù)測理論和計算方法是有實用價值的。 借助CFD數(shù)值模擬技術(shù)研究潛水泵葉輪特性及泵性能,能夠更加清晰得掌握內(nèi)部液體的流動規(guī)律,從而判斷設(shè)計參數(shù)是否合理;同時還可以縮短產(chǎn)品研發(fā)周期,降低成本,具有較大的科研和經(jīng)濟(jì)意義。
【圖文】：

葉輪軸面剪裁圖

建模步驟如下:首先，根據(jù)葉片內(nèi)、外流線三維坐標(biāo)，，繪制葉片工作面控制點(diǎn)，順次連接相應(yīng)截面上內(nèi)、外流線的兩個控制點(diǎn)，生成葉片工作面軸面截線圖，如圖3.4所示。其次，通過對包含兩條或兩條以上橫截面曲線的一組曲線進(jìn)行邊界混合生成葉片工作面，如圖3.5所示。第三，以相同的方法生成葉片背面軸面截線和葉片背面，在造型工具中選“插入基準(zhǔn)曲線一經(jīng)過點(diǎn)一單個點(diǎn)”連接工作面和背面一一對應(yīng)的控制點(diǎn)，然后進(jìn)行邊界混合，生成葉片曲面圖如圖3.6所示。第四，打開草繪工具，在草繪中繪制葉輪流道前蓋板流線aa’，后蓋板流線bb’及輪毅流線，然后使用曲面旋轉(zhuǎn)工具生成沒有厚度的封閉的旋轉(zhuǎn)曲面，最后將其實體化。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TH311

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 楊倩;基于不同湍流模型的離心泵內(nèi)部流場數(shù)值模擬與分析[D];蘭州理工大學(xué);2010年

本文編號：2656054