低比轉(zhuǎn)速離心泵在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,但其存在著效率低,揚(yáng)程曲線(xiàn)易出現(xiàn)駝峰,大流量工況易過(guò)載等問(wèn)題。在兩相鄰長(zhǎng)葉片之間添置分流葉片是解決這些問(wèn)題最有效的方法之一。但是,帶分流葉片離心泵的內(nèi)部流動(dòng)非常復(fù)雜,其規(guī)律尚未被完全掌握。此外,系統(tǒng)成熟的帶分流葉片葉輪設(shè)計(jì)方法至今尚未形成,傳統(tǒng)設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)者豐富的經(jīng)驗(yàn),開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng),成本高,因此很難適應(yīng)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。 針對(duì)這些問(wèn)題,本文采用逆向工程技術(shù),計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)數(shù)值模擬和試驗(yàn)相結(jié)合的方法,以設(shè)計(jì)優(yōu)良的帶分流葉片葉輪為基礎(chǔ),探索離心泵快速開(kāi)發(fā)方法,研究帶分流葉片離心泵的流場(chǎng)分布及分流葉片對(duì)低比速離心泵對(duì)性能的影響規(guī)律。本課題豐富了帶分流葉片離心泵理論研究結(jié)果,同時(shí)對(duì)其改進(jìn)優(yōu)化設(shè)計(jì)和快速開(kāi)發(fā),提供了一個(gè)有效的思路,具有理論意義和直接的工程應(yīng)用價(jià)值。主要研究?jī)?nèi)容與成果如下: 在逆向工程思想指導(dǎo)下,利用ATOS流動(dòng)式光學(xué)掃描儀對(duì)某品牌IS80-50-200型設(shè)計(jì)優(yōu)良的帶分流葉片離心泵葉輪進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量,測(cè)量的點(diǎn)云導(dǎo)入CATIA精確的完成逆向設(shè)計(jì)。在逆向設(shè)計(jì)過(guò)程中,分析研究了涉及的數(shù)據(jù)測(cè)量,點(diǎn)云預(yù)處理及模型重構(gòu)的方法,總結(jié)了葉輪類(lèi)零件逆向設(shè)計(jì)的一些技巧方法。然后根據(jù)逆向重構(gòu)的帶分流葉片葉輪,創(chuàng)建葉輪流道模型,并設(shè)計(jì)了一個(gè)與之相匹配的螺旋形渦殼。兩者組成整機(jī)流道三維模型。 采用CFD軟件Fluent對(duì)十種不同流量工況進(jìn)行全流場(chǎng)的數(shù)值模擬。詳細(xì)分析了額定工況下速度場(chǎng)和壓力場(chǎng),對(duì)比分析了三種不同流量工況下泵內(nèi)部流動(dòng)特性。在此過(guò)程中,初步揭示了分流葉片對(duì)低比速離心泵內(nèi)部流動(dòng)的影響情況以及帶分流葉片離心泵的流場(chǎng)分布規(guī)律。結(jié)果表明,整體上流場(chǎng)分布情況跟理論分析一致,額定工況流場(chǎng)分布均勻,分流葉片顯著提高了低比速離心泵的性能。但也出現(xiàn)了一些流動(dòng)不穩(wěn)定現(xiàn)象,如葉輪進(jìn)口的負(fù)壓,隔舌處的沖擊現(xiàn)象等,對(duì)此提出了一些改進(jìn)措施。此外,還預(yù)測(cè)了泵的外特性,并與試驗(yàn)特性曲線(xiàn)進(jìn)行了對(duì)比分析,結(jié)果表明,模擬計(jì)算和試驗(yàn)結(jié)果總體趨勢(shì)基本吻合,驗(yàn)證了計(jì)算結(jié)果的可靠性與設(shè)計(jì)方法的可行性。但也存在一定的誤差,對(duì)此分析了產(chǎn)生誤差的原因。
【學(xué)位單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類(lèi)】：TH311
【部分圖文】：

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文 1.2帶分流葉片離心泵研究現(xiàn)狀帶分流葉片離心泵就是采用長(zhǎng)、短葉片相結(jié)合的復(fù)合葉輪，如圖1一1分流葉片圖1一1帶分流葉片離心泵葉輪近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)帶分流葉片離心泵進(jìn)行了廣泛深入的研究。Kergouday等l3]對(duì)普通離心泵葉輪和帶分流葉片葉輪進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算和試驗(yàn)研究，表明帶分流葉片離心泵葉輪內(nèi)部速度和壓力分布比普通離心葉輪均勻，揚(yáng)程比普通葉輪揚(yáng)程高。Asuaje等[4l通過(guò)研究得出的滑移系數(shù)隨著葉片數(shù)目的增加而增大，帶分流葉片葉輪揚(yáng)程在全流量范圍內(nèi)比普通葉輪揚(yáng)程高10%一15%，此外在4個(gè)位置進(jìn)行了振動(dòng)測(cè)量，發(fā)現(xiàn)帶分流葉片離心泵葉輪振動(dòng)比普通離心葉輪要小。比 iaoWei等I5]采用分流葉片作為一種備用的不穩(wěn)定運(yùn)行引起的振動(dòng)控制裝置，并建立了一個(gè)預(yù)測(cè)分流葉片和轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪間的不可壓氣動(dòng)穩(wěn)定性的數(shù)學(xué)模型，結(jié)果表明，這個(gè)采用分流葉片的葉輪變得運(yùn)行穩(wěn)定可靠。Jaldpse等I6]得出設(shè)計(jì)離心壓縮機(jī)和火箭推動(dòng)泵時(shí)引用分流葉片

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文圖2一ZATOS測(cè)量系統(tǒng)圖2一3ATOS測(cè)量頭1·八TOS測(cè)量原理[3刀[38]戶(hù)TOS采用結(jié)構(gòu)光測(cè)量技術(shù)，其原理如圖2一4，利用光在測(cè)量工件表面投射一光條(如光柵)，由于被測(cè)表面起伏及曲率變化投射的光條隨此輪廓位置起伏而扭曲變形，然后由CCD數(shù)碼相機(jī)攝取光束影像，這樣就可以由激光束的發(fā)射角度和激光束在CCD內(nèi)成像位置通過(guò)三角幾何關(guān)系獲得被測(cè)點(diǎn)距離或坐標(biāo)等數(shù)據(jù)。利用多組固定參考點(diǎn)，對(duì)多次掃描測(cè)量攝取的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合比較，自動(dòng)拼合成單一的整體立體圖，并能輸出被測(cè)表面相關(guān)點(diǎn)(或面)的數(shù)字化三維數(shù)據(jù)

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文圖2一ZATOS測(cè)量系統(tǒng)圖2一3ATOS測(cè)量頭1·八TOS測(cè)量原理[3刀[38]戶(hù)TOS采用結(jié)構(gòu)光測(cè)量技術(shù)，其原理如圖2一4，利用光在測(cè)量工件表面投射一光條(如光柵)，由于被測(cè)表面起伏及曲率變化投射的光條隨此輪廓位置起伏而扭曲變形，然后由CCD數(shù)碼相機(jī)攝取光束影像，這樣就可以由激光束的發(fā)射角度和激光束在CCD內(nèi)成像位置通過(guò)三角幾何關(guān)系獲得被測(cè)點(diǎn)距離或坐標(biāo)等數(shù)據(jù)。利用多組固定參考點(diǎn)，對(duì)多次掃描測(cè)量攝取的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合比較，自動(dòng)拼合成單一的整體立體圖，并能輸出被測(cè)表面相關(guān)點(diǎn)(或面)的數(shù)字化三維數(shù)據(jù)
【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 佟亮;基于CFD和RP技術(shù)的水泵葉輪設(shè)計(jì)研究[D];沈陽(yáng)航空航天大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2851602