低比轉(zhuǎn)速離心泵具有流量小，揚程高等特點，在石油、化工等多個領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。離心泵葉輪作為能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵過流部件，對其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計具有重要的節(jié)能降耗的意義。本文結(jié)合低比轉(zhuǎn)速離心泵的結(jié)構(gòu)特點，針對離心葉輪的主葉片和分流葉片，以效率為目標(biāo)，選擇分流葉片的起始直徑和周向位置、葉輪葉片出口偏置程度作為控制參數(shù)，并在原型泵基礎(chǔ)上設(shè)定優(yōu)化范圍，結(jié)合遺傳算法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，獲得最優(yōu)葉輪模型。并對優(yōu)化前后葉輪的離心泵進(jìn)行數(shù)值模擬，對比分析泵內(nèi)流場和性能，并通過外特性實驗對性能進(jìn)行驗證分析。 (1)利用UG三維建模軟件對模型泵主要過流部件進(jìn)行實體造型，包括誘導(dǎo)輪、具有分流葉片的離心葉輪和蝸殼。利用NUMECA軟件，采用六面體結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格對過流部件進(jìn)行網(wǎng)格劃分； (2)將葉輪原始幾何進(jìn)行參數(shù)化擬合，以效率為目標(biāo)，提出兩種優(yōu)化方案，方案一以分流葉片起始直徑D2為優(yōu)化變量，方案二以分流葉片周向位置θ、葉片(主葉片和分流葉片)出口偏置程度H兩個參數(shù)作為優(yōu)化變量，對離心泵葉輪進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計；獲得兩種優(yōu)化方案下的葉輪優(yōu)化幾何模型； (3)基于雷諾時均Navier-Stokes方程和Spalart-Allmaras湍流模型，對優(yōu)化前后葉輪離心泵(共3組)進(jìn)行整機(jī)定常數(shù)值模擬，對比優(yōu)化前后泵內(nèi)流場的變化，總結(jié)分析優(yōu)化后離心泵性能提高的原因； (4)將優(yōu)化前后的離心泵(2組)進(jìn)行實驗研究，獲得泵的外特性曲線，驗證數(shù)值模擬方法的準(zhǔn)確性和優(yōu)化的可靠性。
【學(xué)位單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TH311
【部分圖文】：

葉輪和蝸殼流道三維造型

過流部件三維造型

(a) 幾何曲面數(shù) (b) 空間離散坐標(biāo)點圖 2.3 葉輪葉片離散坐標(biāo)與幾何曲面esign3D 中的 AUTOBLADE 模塊對原始幾何葉輪進(jìn)行參理階段非常重要的一環(huán)，對參數(shù)化造型方式的選擇將決
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2883510