【摘要】： 為了保證船用貨油泵的安全運(yùn)行,需要防止泵系統(tǒng)突然發(fā)生故障或者液體抽完時(shí)返回導(dǎo)致水泵反轉(zhuǎn),這是因?yàn)轵?qū)動(dòng)貨油泵的液壓馬達(dá)是不允許反轉(zhuǎn)的,這就需要研究泵反轉(zhuǎn)時(shí)反轉(zhuǎn)扭矩的大小以確定泵的逆止器的型號(hào)。目前關(guān)于這方面的研究幾乎沒(méi)有相關(guān)報(bào)道,所以研究其反轉(zhuǎn)扭矩的大小有著重要的理論意義和良好的應(yīng)用前景。 本文利用FLUENT6.1軟件,采用標(biāo)準(zhǔn)κ-ε方程紊流模型和SIMPLEC算法,以型號(hào)為YQB-80-70貨油泵為研究對(duì)象,對(duì)該泵不同工況下的內(nèi)部流場(chǎng)做了數(shù)值模擬。針對(duì)貨油泵在斷電瞬間液體倒流時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的力矩的實(shí)際情況,將不同流量下的反轉(zhuǎn)工況進(jìn)行了內(nèi)部流場(chǎng)模擬,求解出了貨油泵扭矩的最大值。最后對(duì)貨油泵不同工況點(diǎn)的徑向力做了計(jì)算。 研究得到的主要結(jié)論如下： 1.分析數(shù)值模擬的內(nèi)部流場(chǎng)可得：在各個(gè)工況下,其壓力和速度的分布規(guī)律和趨勢(shì)基本一致。在設(shè)計(jì)工況下,葉輪流道位于隔舌處的靜壓和總壓相對(duì)較高,小流量下尤為明顯；蝸殼流道靠近葉輪出口處的速度與蝸殼內(nèi)其他區(qū)域相比明顯較高,說(shuō)明在葉輪旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,各流道的水流流動(dòng)隨著在蝸殼中相對(duì)位置的不同而發(fā)生變化。 2.為了方便計(jì)算設(shè)定泵的出水高度為10m,則水泵開(kāi)始反轉(zhuǎn)的瞬間承受10m高水柱的重力與管道內(nèi)壓力之和.本文選擇不同流量的工況點(diǎn),以流量速度關(guān)系公式v=Q/(πR2)計(jì)算出一組不同工況點(diǎn)的進(jìn)口速度,進(jìn)行反轉(zhuǎn)模擬并計(jì)算得到貨油泵在各個(gè)工況點(diǎn)的M值。并將模擬得到的各工況點(diǎn)的正轉(zhuǎn)扭矩、反轉(zhuǎn)扭矩與設(shè)計(jì)時(shí)的扭矩值進(jìn)行比較,得到正反轉(zhuǎn)時(shí)相應(yīng)流量點(diǎn)的扭矩值近似,其變化趨勢(shì)基本一致；在工況點(diǎn)1.8Q時(shí),反轉(zhuǎn)扭矩值M=61.304Nm是最大扭矩值,針對(duì)本研究對(duì)象建議取1.8Q的反轉(zhuǎn)扭矩來(lái)選擇逆止器的型號(hào)最為合適；找到了正反轉(zhuǎn)最大扭矩之間的關(guān)系(Mmax反轉(zhuǎn))/(Mmax正轉(zhuǎn))≈1.1,此結(jié)論證實(shí)是合理適用的,所以對(duì)于水泵來(lái)說(shuō)可以取1.1倍的正轉(zhuǎn)最大扭矩來(lái)確定逆止器的型號(hào)。 3.通過(guò)分析徑向力原理,數(shù)值模擬計(jì)算出了五個(gè)工況點(diǎn)的徑向力,進(jìn)行比較并繪制了其隨流量變化的曲線,得出在設(shè)計(jì)工況下即流量為1.0Q時(shí)徑向力為最小值。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類(lèi)號(hào)】：TH311
【圖文】：

氣體)能夠通過(guò)渦流進(jìn)入泵的吸入端。為了減少氣蝕和渦流的形成，在貨物排放后期，貨油泵排除液體的流速可以通過(guò)手動(dòng)控制或機(jī)動(dòng)搖控的排出閥來(lái)降低。貨油泵的重點(diǎn)研究目標(biāo)—液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的潛水貨油泵〔幻，如圖1.1所示。用于處理海上貨物的不同類(lèi)型的泵中，對(duì)于液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的潛水貨油泵的研究和開(kāi)發(fā)很少見(jiàn)報(bào)研究就很有實(shí)際意義。隨著造船工業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展，對(duì)貨油泵的需求呈現(xiàn)出多樣化的趨勢(shì)，它的發(fā)展趨勢(shì)和特點(diǎn):一，標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化。目前日本、德國(guó)、俄羅斯、美國(guó)等泵制造大國(guó)都將泵的設(shè)計(jì)制造與標(biāo)準(zhǔn)化、系列化工作緊密結(jié)合在一起，當(dāng)推出一種型夕

撓?0的90” 9765208431刁刁巧幣刁拍竹扭禪圖3.2壓出室的l~IX斷面圖(比例4:1)圖3.3壓出室水力圖3.2三維實(shí)體模型的建立要進(jìn)行泵的流場(chǎng)分析，對(duì)計(jì)算對(duì)象的實(shí)體建模是基礎(chǔ)。模型建立的好壞直接影響網(wǎng)格劃分，進(jìn)而影響后面的計(jì)算結(jié)果。因此這一步對(duì)CFD計(jì)算來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的，是所有計(jì)算、分析的關(guān)鍵。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2735841