本文關(guān)鍵詞：葉片水力非對稱性低比速離心泵特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：水泵是一種應(yīng)用廣泛的耗能機械,其中高揚程、小流量的低比轉(zhuǎn)速離心泵被廣泛應(yīng)用于農(nóng)田生產(chǎn)、城市給水、能源及交通等諸多領(lǐng)域。葉輪作為離心泵的重要工作部件,它的形狀、尺寸、加工工藝等對泵性能有決定性的影響。然而實際生產(chǎn)制造過程中,由于鑄造、加工精度、裝配誤差等方面的缺陷,葉輪不可避免地存在質(zhì)量不平衡,進而在運行過程中造成水力不平衡,引起振動,產(chǎn)生噪音,加速軸承磨損,縮短水泵壽命,嚴(yán)重時能造成破壞性事故。為充分認識偏心葉輪對離心泵內(nèi)部流場的影響,本文提出一種裝配非對稱葉片的低比轉(zhuǎn)速離心泵。在0.8Q、1.0 Q、1.2 Q流量工況下對葉輪偏心距為0mm、1mm、3mm、5mm泵的全流場區(qū)域進行定常和非定常數(shù)值模擬,對比分析整泵的能量特性、壓力脈動特性、徑向力特性以及汽蝕特性的變化規(guī)律。選取葉輪偏心距為0mm和3mm的泵進行能量特性、壓力脈動特性以及汽蝕特性試驗,并與數(shù)值模擬對比分析。主要研究內(nèi)容和結(jié)論有:1.建立葉片水力非對稱性低比轉(zhuǎn)速離心泵三維數(shù)值計算模型,進行結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分,采用k-?湍流模型對4種方案模型泵進行三維定常數(shù)值模擬,并與試驗結(jié)果進行對比,結(jié)果表明:偏心之后的泵性能變差,且隨著葉輪偏心距離的增大,揚程和效率逐漸變小,但偏心距離對揚程和效率影響有限。數(shù)值模擬的方法可以較為準(zhǔn)確的預(yù)測模型泵的水力性能。2.在定常模擬結(jié)果的基礎(chǔ)上,采用k-?湍流模型對4種方案模型泵進行三維非定常數(shù)值模擬,并與試驗結(jié)果進行對比,結(jié)果表明:(1)4種方案在同一監(jiān)測點處的葉頻及其諧頻的幅值大小基本一致,軸頻及其諧頻(葉頻及其諧頻除外)的幅值依次增大。在0.8Q、1.0Q、1.2Q工況下,4個監(jiān)測點處的壓力脈動特性變化規(guī)律基本相同,同一監(jiān)測點處的壓力脈動幅值隨流量工況的增大而減小。(2)在額定工況附近,葉輪和蝸殼上徑向力隨流量的增大而減小,且葉輪上徑向力遠小于蝸殼上徑向力。相比偏心0mm,偏心1mm、3mm、5mm方案中葉輪上徑向力波動幅值劇烈且不規(guī)律,蝸殼上徑向力同樣具有明顯的周期性,大小變化不大,但波動幅值有明顯區(qū)別,且隨偏心距離的增大而增大。3.基于標(biāo)準(zhǔn)k-?湍流模型和Rayleigh-Plesset汽蝕模型,對4種方案模型泵泵的汽蝕性能進行三維定常數(shù)值模擬,并與試驗結(jié)果進行對比,結(jié)果表明:在相同工況下,偏心0mm、1mm、3mm、5mm對應(yīng)的臨界汽蝕余量依次增大,即隨著葉輪偏心距離的增大,離心泵的汽蝕性能逐漸變差;臨界汽蝕余量隨流量的增大而增大,即汽蝕性能隨流量的增大而變差。
【關(guān)鍵詞】：低比速離心泵 非對稱葉片 壓力脈動 汽蝕 試驗研究
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH311
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 研究的背景和意義12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 低比轉(zhuǎn)速離心泵的發(fā)展?fàn)顩r12-13
• 1.2.2 離心泵能量特性研究13-14
• 1.2.3 離心泵壓力脈動特性與徑向力特性研究14-15
• 1.2.4 離心泵汽蝕特性研究15-16
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容16-18
• 第二章 數(shù)學(xué)模型及數(shù)值計算方法18-28
• 2.1 CFD理論基礎(chǔ)概述18-19
• 2.2 基本結(jié)構(gòu)及水力模型19-20
• 2.2.1 基本結(jié)構(gòu)19
• 2.2.2 葉輪的水力模型19-20
• 2.2.3 蝸殼的水力模型20
• 2.3 偏心方案的提出以及方案的確定20-21
• 2.4 三維造型及網(wǎng)格劃分21-24
• 2.4.1 三維流場建模21-22
• 2.4.2 網(wǎng)格劃分22-24
• 2.5 數(shù)值計算方法24-27
• 2.5.1 控制方程24
• 2.5.2 湍流模型24-25
• 2.5.3 邊界條件25
• 2.5.4 離散方法及離散格式25
• 2.5.5 數(shù)值算法25-26
• 2.5.6 收斂性判斷26
• 2.5.7 網(wǎng)格無關(guān)性驗證26-27
• 2.6 本章小結(jié)27-28
• 第三章 能量特性分析28-37
• 3.1 內(nèi)部流場分析28-30
• 3.2 4 種方案下低比速離心泵性能預(yù)測30-32
• 3.3 試驗研究32-35
• 3.3.1 試驗方案32-33
• 3.3.2 試驗臺布置33
• 3.3.3 試驗結(jié)果分析33-35
• 3.4 性能預(yù)測與試驗結(jié)果對比分析35
• 3.5 本章小結(jié)35-37
• 第四章 壓力脈動特性與徑向力特性分析37-53
• 4.1 壓力脈動概述37-39
• 4.1.1 葉頻倍頻脈動的簡介37-38
• 4.1.2 壓力脈動特征參數(shù)38
• 4.1.3 壓力脈動的分析方法38-39
• 4.2 監(jiān)測點位置和采樣頻率及時間的確定39-41
• 4.2.1 監(jiān)測點位置的確定39
• 4.2.2 采樣頻率及采樣時間的確定39-41
• 4.3 低比轉(zhuǎn)速離心泵非定常數(shù)值模擬41-46
• 4.3.1 非定常計算邊界條件41
• 4.3.2 非定常計算靜壓分布41-42
• 4.3.3 額定工況下偏心 0mm壓力脈動時域和頻域分析42-43
• 4.3.4 額定工況下4種方案壓力脈動時域和頻域分析43-44
• 4.3.5 不同工況下偏心 0mm壓力脈動頻域分析44-46
• 4.4 壓力脈動試驗研究46-48
• 4.4.1 壓力脈動試驗裝置46
• 4.4.2 壓力脈動試驗結(jié)果分析與對比46-48
• 4.5 徑向力分析48-51
• 4.5.1 不同工況下偏心 0mm徑向力分析49-50
• 4.5.2 額定工況下4種方案徑向力分析50-51
• 4.6 本章小結(jié)51-53
• 第五章 汽蝕特性分析53-67
• 5.1 泵汽蝕概述53-55
• 5.1.1 汽蝕發(fā)生的階段和種類53
• 5.1.2 離心泵汽蝕基本理論53-55
• 5.2 定常汽蝕性能流場分析55-61
• 5.2.1 泵內(nèi)部流場分析55-56
• 5.2.2 額定工況下偏心 0mm不同有效汽蝕余量時的空泡分布56-58
• 5.2.3 額定工況下4種方案葉輪內(nèi)部空泡分布58-60
• 5.2.4 不同工況下偏心 0mm葉輪內(nèi)部空泡分布60-61
• 5.3 汽蝕性能預(yù)測61-62
• 5.4 汽蝕試驗研究62-66
• 5.4.1 試驗數(shù)據(jù)及試驗結(jié)果63-65
• 5.4.2 汽蝕性能預(yù)測與試驗結(jié)果對比分析65-66
• 5.5 本章小結(jié)66-67
• 第六章 總結(jié)與展望67-70
• 6.1 總結(jié)67-69
• 6.2 展望69-70
• 參考文獻70-74
• 致謝74-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參加的科研工作75

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 閻詩武;;水流壓力脈動的譜分析及譜特征[J];水利水運科學(xué)研究;1981年03期

2 陳紅勛;;淺述水泵壓力脈動的測量[J];排灌機械;1986年05期

3 李昌琪,王科社;球形壓力脈動消除器的試驗研究[J];石油機械;1988年02期

4 黃濤;水流壓力脈動的特性及模型相似律[J];水利學(xué)報;1993年01期

5 何秀華;水泵壓力脈動的類型研究[J];排灌機械;1996年04期

6 劉陽;袁壽其;袁建平;;離心泵的壓力脈動研究進展[J];流體機械;2008年09期

7 袁壽其;薛菲;袁建平;湯躍;;離心泵壓力脈動對流動噪聲影響的試驗研究[J];排灌機械;2009年05期

8 姚志峰;王福軍;肖若富;嚴(yán)海軍;劉竹青;王敏;;離心泵壓力脈動測試關(guān)鍵問題分析[J];排灌機械工程學(xué)報;2010年03期

9 朱榮生;蘇保穩(wěn);楊愛玲;付強;王秀禮;;離心泵壓力脈動特性分析[J];農(nóng)業(yè)機械學(xué)報;2010年11期

10 全良桂;許海明;呂金喜;莊衛(wèi)將;;離心泵內(nèi)部非定常數(shù)值模擬與壓力脈動研究[J];熱能動力工程;2011年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李海玲;李啟章;;淺析原型、模型渦帶壓力脈動幅值的相似問題[A];第十九次中國水電設(shè)備學(xué)術(shù)討論會論文集[C];2013年

2 曾云峰;;水輪機壓力脈動測試的設(shè)計[A];四川省電子學(xué)會傳感技術(shù)第九屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

3 潘雨村;張懷新;;用大渦模擬方法研究湍流邊界層壁面壓力脈動[A];第十屆船舶水下噪聲學(xué)術(shù)討論會論文集[C];2005年

4 余峰;徐林;孟叢林;傅波;;壓力脈動加載試驗控制方法[A];面向航空試驗測試技術(shù)——2013年航空試驗測試技術(shù)峰會暨學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2013年

5 劉樹紅;孫躍昆;左志鋼;劉錦濤;吳玉林;;原型水泵水輪機壓力脈動傳遞特性的數(shù)值模擬及分析[A];第十九次中國水電設(shè)備學(xué)術(shù)討論會論文集[C];2013年

6 陳曦;王國棟;胡婧;王先洲;馮大奎;;舵翼壓力脈動及流噪聲特性數(shù)值分析[A];第十一屆全國水動力學(xué)學(xué)術(shù)會議暨第二十四屆全國水動力學(xué)研討會并周培源誕辰110周年紀(jì)念大會文集（上冊）[C];2012年

7 盧岳良;柯兵;;雙壓力高壓泵關(guān)鍵技術(shù)研究[A];探索 創(chuàng)新 交流（第4集）——第四屆中國航空學(xué)會青年科技論壇文集[C];2010年

8 何成連;龔長年;方源;;混流式水輪機低負荷壓力脈動[A];水輪發(fā)電機組穩(wěn)定性技術(shù)研討會論文集[C];2007年

9 任輝;任革學(xué);;航天器中的Pogo振動現(xiàn)象及其穩(wěn)定性分析[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2005論文摘要集（下）[C];2005年

10 邢科禮;馮玉;金俠杰;李慶;;基于AMESim／Matlab的電液伺服控制系統(tǒng)的仿真研究[A];第三屆全國流體傳動及控制工程學(xué)術(shù)會議論文集（第二卷）[C];2004年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 徐朝暉;高速離心泵內(nèi)全流道三維流動及其流體誘發(fā)壓力脈動研究[D];清華大學(xué);2004年

2 楊孫圣;離心泵作透平的理論分析數(shù)值計算與實驗研究[D];江蘇大學(xué);2012年

3 吳登昊;高效低振動循環(huán)泵設(shè)計與試驗研究[D];江蘇大學(xué);2013年

4 周佩劍;離心泵失速特性研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 周增昊;基于流固耦合的蝸殼式混流泵壓力脈動及結(jié)構(gòu)特性分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 項高明;考慮流固耦合作用水泵水輪機泵模式下壓力脈動研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 趙天揚;純水液壓系統(tǒng)管路瞬態(tài)壓力脈動過程研究[D];電子科技大學(xué);2015年

4 黃波;汽車燃油壓力脈動噪聲仿真及試驗研究[D];清華大學(xué);2014年

5 劉冰;葉片水力非對稱性低比速離心泵特性研究[D];江蘇大學(xué);2016年

6 龔國芹;汽輪機電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力脈動及抑制方法研究[D];中南大學(xué);2013年

7 張楠;含沙水流下雙吸泵葉片磨損及蝸殼內(nèi)壓力脈動特性分析[D];蘭州理工大學(xué);2014年

8 率志君;充液管道壓力脈動有源控制實驗研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2006年

9 張麗萍;非均勻來流條件下軸流泵內(nèi)部壓力脈動數(shù)值模擬研究[D];揚州大學(xué);2013年

10 季柳金;離心式低濃紙漿泵壓力脈動的研究及數(shù)值模擬[D];江蘇大學(xué);2006年

  本文關(guān)鍵詞：葉片水力非對稱性低比速離心泵特性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：297668