旋渦泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊,廣泛應(yīng)用于家庭和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)中。目前旋渦泵存在的主要問(wèn)題是效率偏低。然而旋渦泵內(nèi)部流動(dòng)十分復(fù)雜,它是帶有旋渦運(yùn)動(dòng)的三維不可壓湍流流動(dòng),采用一般的實(shí)驗(yàn)方法很難對(duì)其內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行分析、研究,因此采用數(shù)值模擬的方法對(duì)旋渦泵內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行研究是一種有效的手段。本文對(duì)旋渦泵不同結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬,分析其對(duì)旋渦泵性能的影響,從而為改進(jìn)和優(yōu)化旋渦泵及提高泵的工作效率提供了依據(jù)。以往對(duì)旋渦泵結(jié)構(gòu)參數(shù)的改變無(wú)論是數(shù)值模擬或?qū)嶒?yàn)研究都是固定其他參數(shù)只改變一種結(jié)構(gòu)參數(shù)來(lái)研究其對(duì)泵性能的影響。本文在引入正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的同時(shí)對(duì)旋渦泵的5種結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行改變,最終得到16種不同參數(shù)的旋渦泵模型。之后利用PRO/E對(duì)各個(gè)旋渦泵流動(dòng)區(qū)域進(jìn)行三維造型,用GAMBIT軟件對(duì)其內(nèi)部流動(dòng)區(qū)域進(jìn)行非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分；采用基于雷諾時(shí)均方程和RNGκ-ε湍流模型,并采用貼體坐標(biāo)系和交錯(cuò)網(wǎng)格系統(tǒng)對(duì)N-S方程用有限體積法進(jìn)行離散；利用FLUENT軟件對(duì)旋渦泵在不同的流量下進(jìn)行數(shù)值模擬。在取得較好數(shù)值模擬結(jié)果的基礎(chǔ)上對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行整理計(jì)算,得出16種不同結(jié)構(gòu)參數(shù)旋渦泵的流量—揚(yáng)程、流量—效率曲線,將其劃分為4組,從每組... 

【文章來(lái)源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
插圖索引
附表索引
第1章 緒論
    1.1 研究旋渦泵的意義
        1.1.1 旋渦泵現(xiàn)狀及其特性
        1.1.2 旋渦泵內(nèi)部流動(dòng)的研究進(jìn)展
    1.2 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)概述
        1.2.1 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)
        1.2.2 CFD技術(shù)在研究旋渦泵內(nèi)部流場(chǎng)中的應(yīng)用
    1.3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及正交表
        1.3.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        1.3.2 正交表
    1.4 本課題的意義和所研究的主要內(nèi)容
        1.4.1 本課題的意義
        1.4.2 本課題所研究的主要內(nèi)容
第2章 旋渦泵內(nèi)部流動(dòng)理論及結(jié)構(gòu)方案的確定
    2.1 旋渦泵的工作原理
    2.2 縱向旋渦和徑向旋渦理論
    2.3 旋渦泵的理論計(jì)算方法
    2.4 25W-25型旋渦泵的結(jié)構(gòu)參數(shù)
    2.5 擬改變旋渦泵的結(jié)構(gòu)參數(shù)
    2.6 旋渦泵的一般設(shè)計(jì)步驟
    2.7 正交法配置旋渦泵的結(jié)構(gòu)參數(shù)
第3章 旋渦泵內(nèi)部流場(chǎng)的數(shù)值模擬
    3.1 數(shù)值計(jì)算方法
    3.2 數(shù)值處理方法
        3.2.1 壓力修正法
        3.2.2 人工壓縮性法
    3.3 旋渦泵流動(dòng)區(qū)域的三維造型
    3.4 網(wǎng)格生成
        3.4.1 貼體計(jì)算網(wǎng)格的生成
        3.4.2 網(wǎng)格的劃分與發(fā)展
        3.4.3 GAMBIT網(wǎng)格生成軟件
        3.4.4 旋渦泵內(nèi)部流動(dòng)區(qū)域網(wǎng)格生成
    3.5 指定邊界條件
    3.6 湍流模型及控制方程
        3.6.1 湍流模型的選擇
        3.6.2 控制方程
    3.7 定義離散方法
    3.8 計(jì)算的初始化和迭代
    3.9 計(jì)算結(jié)果
第4章 各種方案下的模擬結(jié)果與分析
    4.1 1Q工況下的揚(yáng)程和效率
        4.1.1 揚(yáng)程的計(jì)算
        4.1.2 效率的計(jì)算
    4.2 不同流量、不同模型的外特性比較
        4.2.1 第一組模擬結(jié)果及比較
        4.2.2 第二組模擬結(jié)果及比較
        4.2.3 第三組模擬結(jié)果及比較
        4.2.4 第四組模擬結(jié)果及比較
    4.3 優(yōu)選后模型與原模型的外特性比較
    4.4 交叉作用的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)泵性能影響的探討
    4.5 旋渦泵不同模型內(nèi)部流場(chǎng)的內(nèi)特性仿真與分析
        4.5.1 設(shè)計(jì)工況下各模型的內(nèi)特性對(duì)比圖
        4.5.2 各模型內(nèi)特性的分析比較
        4.5.3 不同工況下#10模型的內(nèi)特性對(duì)比圖
        4.5.4 不同工況下#10模型的內(nèi)特性對(duì)比分析
結(jié)論、不足與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A（攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄）


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]自吸旋渦泵變轉(zhuǎn)速性能試驗(yàn)研究[J]. 李金磊,沙毅,白小榜,劉祥松.  水泵技術(shù). 2009(01)
[2]小流量高揚(yáng)程離心旋渦泵的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[J]. 謝鵬,朱祖超,偶國(guó)富,崔寶玲,李日失.  流體機(jī)械. 2007(08)
[3]小流量高揚(yáng)程離心旋渦泵氣液混輸揚(yáng)程的分析[J]. 金玉珍,謝鵬,胡旭東.  浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(04)
[4]閉式旋渦泵性能試驗(yàn)研究及水力設(shè)計(jì)[J]. 沙毅,王曉英,康燦.  水泵技術(shù). 2006(02)
[5]雙吸式葉輪內(nèi)流三維數(shù)值模擬及性能預(yù)測(cè)[J]. 趙斌娟,袁壽其,李紅,談明高.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2006(01)
[6]一種小流量旋渦泵的汽蝕性能試驗(yàn)研究[J]. 張文革,楊堅(jiān)華,胡向宇.  真空與低溫. 2005(04)
[7]流道截面形狀對(duì)旋渦泵內(nèi)部流動(dòng)影響的數(shù)值模擬[J]. 施衛(wèi)東,董穎,馬新華,沙毅,孔繁余.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2005(03)
[8]離心泵葉輪內(nèi)變工況三維湍流數(shù)值模擬[J]. 李龍,王澤,徐峰,韓丹.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2004(06)
[9]旋渦泵中葉輪與泵體間動(dòng)壓場(chǎng)的應(yīng)用研究[J]. 張明成,于衛(wèi)東,李廷占,熊賓生.  潤(rùn)滑與密封. 2004(05)
[10]不可壓縮粘性流體旋渦運(yùn)動(dòng)積分方程的建立[J]. 陳慶義.  大連水產(chǎn)學(xué)院學(xué)報(bào). 2004(02)

碩士論文
[1]旋流泵內(nèi)部流動(dòng)的三維數(shù)值模擬[D]. 劉天寶.蘭州理工大學(xué) 2007
[2]離心泵葉輪內(nèi)部液固兩相流場(chǎng)的數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉棟.江蘇大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3153647