【摘要】：離心泵是一種常用的機械設備,具有結構緊湊、占地面積小和制造費用低等優(yōu)點。本文以某種型號的立式離心泵為研究對象,采用數值模擬分析的方法,對離心泵內部三維流場進行了分析,著重對進口口環(huán)間隙進行了研究。首先應用UG軟件進行三維模型的建立,導入ICEM中進行葉輪和蝸殼的網格劃分,在fluent中進行運算求解和仿真分析,最后應用后處理軟件CFD-post進行圖形和數據的歸納與整理。應用有限體積法對模型進行離散化處理,在兩方程三維湍流模型的基礎上,采用SIMPLE壓力修正系數法,并選用MRF多種參考坐標系的方法來設定葉輪的轉軸與轉速。通過改變口環(huán)間隙的尺寸,得到了隨著口環(huán)間隙的變化,離心泵的揚程、效率和泄漏量的變化情況。通過對不同口環(huán)間隙下流場中的壓力分布狀態(tài)和流線圖分析,確定了在口環(huán)間隙為0.3mm的情況下,性能最佳。對不同口環(huán)間隙下,轉子部分的徑向力和軸向力進行了分析,得出隨著口環(huán)間隙的增加,軸向力提高,徑向力變化不大。分析了流量值分別為20m~3/h、40m~3/h、60m~3/h、80m~3/h和100m~3/h情況下,離心泵內部壓力、流場的變化規(guī)律,得到了在不同流量下揚程和效率的特性曲線。對離心泵葉輪和蝸殼的噪音分布進行了分析,找出了在工作過程中噪聲值較大的區(qū)域,得出了隨著流量的增加,葉輪進口處噪音呈現先減小后增大的變化趨勢。
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH311
【圖文】：

積分中的散度已經轉為面積，A 為目標體面積。積法的求解分為三種方法：SIMPLE 算法、SIMPLEC 算法、PLE 算法又稱為壓力修正系數法，是目前應用最為廣泛的流場計算斷猜測和修正的過程中，來求解動量方程的解，每一步修正后上的連續(xù)方程。再根據求得的壓力解，得到速度解，檢查速度LEC 算法可以看作是 SIMLE 算法的加強版，中心思想都通過壓算，SIMPLEC 算法比 SIMLE 算法收斂更快，得到的結果更為算法可以認為是對 SIMPLE 和 SIMPLEC 算法的進一步升級，為，仿真過程更接近真實情況，PISO 算法引入了兩個附加的校正。引入這兩項校正的優(yōu)點是使運算結果更接近于真實的模擬流方程和動量方程，但 PISO 算法在運算中每步迭代需要花費大量作站的配置要求較高。SIMPLE 壓力修正系數法的選取如圖 2.

圖 2.2 k-e 模型選取圖Fig 2.2 k-e model selection diagramG k-e 模型 k-e 模型是從標準 k-e 模型基礎上衍生出來的，RNG k-e 模型與標別在于 RNG k-e 模型考慮了低雷諾數的情況，這加大了 RNG k-e 模應用范圍[45]。對于小尺度運動的影響通過大尺度運動和修正后的粘統地把小尺度運動從控制方程中去除，因而 RNG k-e 模型在目前的標準 k-e 模型更廣泛的受到了人們的認可。在工程模擬實踐中對流場近真實的流動情況，所以深受人們的信賴。RNG k-e 模型在兩項方程了一個變量參數，并對 k 方程和 e 方程的湍流 Prandtl 數提供了一個些都使計算結果的精確性得到了提高[46]。 k-e 模型的湍流方程可以表述為：kkuk ()()1

圖 2.3 Icem 網格單元選取圖Fig 2.3 Icem grid unit selection diagram網格選取標準對模型進行 FLUENT 流場分析前，對網格質量的評估尤為重要。網格質影響著仿真結果的精準性與流場變化趨勢。因而能否劃分出高質量的網否得到高精度的模擬實驗結果。因此在網格劃分完成后，對網格進行質關鍵，網格質量的選取標準主要分為三大類：劃分時間、計算機運行工元質量。于網格劃分的時間長短與個人水平和模型的復雜程度相關。如果條件允應優(yōu)先選取結構化網格進行劃分。如果模型比較復雜，或者對網格質量提下，可以選取非結構化網格進行網格劃分。隨著軟件的不斷更新與完格的應用是對流體計算進行網格劃分的必然趨勢。對網格進行劃分時，對計算機的配置要求也十分重要。網格細化或網格

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本文編號：2801287