發(fā)布時(shí)間：2020-11-10 03:17

　　 離心式熱油泵主要用于液相有機(jī)熱載體加熱系統(tǒng),是系統(tǒng)中的強(qiáng)制循環(huán)動(dòng)力裝置。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,以及液相載熱體加熱技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用日趨成熟,有機(jī)熱載體爐得到了不斷的發(fā)展和應(yīng)用,對(duì)熱油泵的需求量也日益增加。但是,鑒于目前國(guó)內(nèi)對(duì)大型熱油泵的需求基本靠進(jìn)口解決,因此,研發(fā)熱油泵并使其實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化很有必要性。 本文首先研究了離心泵的工作原理,為后續(xù)設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。然后根據(jù)常用的速度系數(shù)法對(duì)葉輪及蝸殼進(jìn)行了水力設(shè)計(jì),得到了葉輪及蝸殼的水力模型。采用Solidworks三維制圖軟件得到葉輪及蝸殼的三維流道模型。至此,設(shè)計(jì)階段結(jié)束,進(jìn)入離心式熱油泵內(nèi)部的湍流流場(chǎng)的數(shù)值模擬。 將SolidWorks創(chuàng)建的三維模型軟化為step格式,導(dǎo)入Fluent前處理軟件Gambit進(jìn)行網(wǎng)格劃分,邊界條件設(shè)定,得到mesh文件。然后,采用RNG κ-ε湍流模型在設(shè)計(jì)工況對(duì)熱油泵內(nèi)的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬。對(duì)得到了數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行分析,和理論分析比較吻合,進(jìn)一步見(jiàn)證了數(shù)值模擬的可靠性。 由于熱油泵工作介質(zhì)溫度高,對(duì)密封的可靠性要求很高。本文對(duì)熱油泵的密封結(jié)構(gòu)、密封形式以及密封材料進(jìn)行了研究,并最終確定了焊接式金屬波紋管式機(jī)械密封。最后,對(duì)密封的失效形式及原因進(jìn)行分析并結(jié)合現(xiàn)有的研究成果提出了解決方案。為熱油泵的設(shè)計(jì)以及使用操作提供了可靠的依據(jù)。
【學(xué)位單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類】：TH311
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 離心式熱油泵的應(yīng)用及特點(diǎn)
    1.2 離心泵水力設(shè)計(jì)概述
    1.3 國(guó)內(nèi)外泵技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
    1.4 離心泵內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值模擬概況
    1.5 課題的提出及研究?jī)?nèi)容
        1.5.1 課題來(lái)源
        1.5.2 課題提出的背景
        1.5.3 課題研究的主要內(nèi)容
第2章 離心泵基本理論
    2.1 離心泵的分類和結(jié)構(gòu)
    2.2 流體在葉輪中的運(yùn)動(dòng)和基本方程
    2.3 離心泵的過(guò)流部件及其工作原理
        2.3.1 吸水室
        2.3.2 葉輪
        2.3.3 壓水室
    2.4 離心泵的空化、空蝕及其產(chǎn)生機(jī)理
第3章 熱油泵的水力設(shè)計(jì)
    3.1 泵水力設(shè)計(jì)理論
        3.1.1 熱油泵內(nèi)的液流運(yùn)動(dòng)
        3.1.2 泵葉輪設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)
        3.1.3 基本設(shè)計(jì)方法
    3.2 離心式熱油泵葉輪的水力設(shè)計(jì)
        3.2.1 泵主要設(shè)計(jì)參數(shù)和結(jié)構(gòu)方案的確定
        3.2.2 葉輪主要外形尺寸的確定
        3.2.3 葉輪水力模型的建立
    3.3 熱油泵壓水室的水力設(shè)計(jì)
第4章 熱油泵三維建模及數(shù)值模擬
    4.1 數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)
        4.1.1 計(jì)算流體力學(xué)
        4.1.2 控制方程
        4.1.3 湍流模型
        4.1.4 流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算的SIMPLE算法
    4.2 熱油泵的流道建模
        4.2.1 葉輪流道建模
        4.2.2 蝸殼流道建模
        4.2.3 葉輪與蝸殼流道模型裝配
    4.3 劃分網(wǎng)格
    4.4 計(jì)算模型與邊界條件
        4.4.1 旋轉(zhuǎn)葉輪與靜止渦輪之間的耦合模型
        4.4.2 邊界條件
    4.5 數(shù)值模擬
        4.5.1 Fluent前處理
        4.5.2 Fluent后處理
第5章 熱油泵的密封研究
    5.1 機(jī)械密封的概述
    5.2 金屬波紋管式機(jī)械密封的設(shè)計(jì)
        5.2.1 金屬波紋管式機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)
        5.2.2 金屬波紋管式機(jī)械密封的特點(diǎn)
        5.2.3 金屬波紋管式機(jī)械密封的設(shè)計(jì)
    5.3 金屬波紋管式機(jī)械密封的失效分析
第6章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2877393