葉輪是泵內(nèi)對介質(zhì)做功的核心部件,葉輪的結(jié)構(gòu)對泵內(nèi)流動的影響較大。在旋轉(zhuǎn)的葉輪和復(fù)雜的過流部件影響下,泵內(nèi)的流動結(jié)構(gòu)尺度多、形狀復(fù)雜。流動結(jié)構(gòu)是決定泵內(nèi)的壓力分布和誘發(fā)壓力脈動的重要因素之一。泵內(nèi)壓力脈動會引起振動和噪聲,加劇泵運行的不穩(wěn)定性。從葉輪結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)進行泵內(nèi)非穩(wěn)態(tài)流動及壓力脈動特性的研究具有重要的意義。本文綜合采用數(shù)值模擬和實驗研究手段,對雙蝸殼泵內(nèi)部的流動和壓力脈動進行研究,采用不同的葉輪結(jié)構(gòu),探究葉輪與雙蝸殼的匹配對泵內(nèi)壓力脈動及流動狀態(tài)的影響,主要研究工作及結(jié)論如下:(1)應(yīng)用計算流體動力學(xué)軟件ANSYS CFX對常規(guī)葉輪方案泵內(nèi)的流場進行數(shù)值模擬,設(shè)置監(jiān)測點對泵內(nèi)各處的壓力脈動信號進行采集,考察流量的影響,分析雙蝸殼泵內(nèi)的典型流動結(jié)構(gòu)和壓力脈動的時域及頻域特征。研究發(fā)現(xiàn),壓出室采用雙蝸殼加劇了葉輪與蝸殼之間的動靜干涉作用。由于葉輪流道較寬,出現(xiàn)了二次流和軸向漩渦等不利流動現(xiàn)象。隨著流量的減小,常規(guī)葉輪中出現(xiàn)了局部低壓區(qū),軸向漩渦的影響范圍擴大。而隨著流量的增大,葉輪流道內(nèi)的流體流動方向與葉片的幾何形狀之間的一致性增強。(2)對3種非常規(guī)葉輪方案的泵內(nèi)部流動進行數(shù)值模... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

常規(guī)葉輪

(a) (b)圖 3.1 常規(guī)葉輪Fig.3.1 The regular impeller泵原始蝸殼的模型泵采用了雙蝸殼壓出室來匹配葉輪。根據(jù)一般設(shè)計雙蝸殼泵的效率可能會低于單蝸殼泵，但在最高效率點兩泵的效率可以提高大約 2%，泵的高效區(qū)明顯擴大，反而況范圍[65]。對于非設(shè)計工況點，自葉輪排出后進入蝸殼及方向與蝸殼的型線不匹配，流動發(fā)展的空間自由度大，速的流動之間相互干擾明顯，既增加了葉輪上所受的徑向振動增強，而雙蝸殼內(nèi)由于設(shè)置了隔板，對葉輪排出的水圖 3.2 為本模擬中采用的雙蝸殼示意圖及流道的水體圖。

葉輪結(jié)構(gòu)對雙蝸殼離心泵內(nèi)部壓力脈動的影響而導(dǎo)致的流體回流及反射效應(yīng)。2 網(wǎng)格劃分及計算邊界根據(jù)該泵的運行參數(shù)，構(gòu)建流動計算區(qū)域時未考慮泵內(nèi)間隙引起的流量考慮了一些小面積的局部滯止區(qū)，這可以有效提高數(shù)值模擬的精度。計算幾何形狀較復(fù)雜，曲面不規(guī)則，圖 3.3 為常規(guī)葉輪方案泵的整個水體域。用對于不規(guī)則形狀適應(yīng)性較強的非結(jié)構(gòu)化自適應(yīng)網(wǎng)格，并對葉片附近的網(wǎng)局部加密處理，以獲得較為精確的流場計算結(jié)果和流動參數(shù)分布。


本文編號：2933312