離心泵的應(yīng)用十分廣泛,在農(nóng)田灌溉、石油化工、輕工食品業(yè)、城市排給水、船舶工業(yè)和采礦業(yè)中都扮演著重要角色。在實(shí)際使用過程中,汽蝕很大程度上限制了離心泵的效率和性能。目前防止泵汽蝕的主要措施是提高裝置汽蝕余量,但是要從根本上提高泵的抗汽蝕性能,還需要對泵加裝誘導(dǎo)輪并進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。本文設(shè)計了一種可以輸送清水及類似清水介質(zhì)的單級單吸式誘導(dǎo)輪離心泵,利用Proe（Pro ENGINEER）軟件進(jìn)行整機(jī)流場的三維實(shí)體建模,再將模型導(dǎo)入ANSYS軟件中模擬,得出不同汽蝕余量下的葉輪氣體體積云圖、誘導(dǎo)輪葉面的速度矢量圖、誘導(dǎo)輪上氣泡體積分?jǐn)?shù)為10%的等值面圖等,同時通過對模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析預(yù)測誘導(dǎo)輪離心泵的空化曲線。結(jié)合以上數(shù)值模擬方法,改變誘導(dǎo)輪的葉數(shù)、后掠角以及其與離心泵之間裝配間距等結(jié)構(gòu)參數(shù),對組合好的離心泵整機(jī)模型進(jìn)行模擬,通過分析模擬結(jié)果得出最佳的誘導(dǎo)輪離心泵結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明:（1）加裝誘導(dǎo)輪之后,離心泵葉輪上低壓區(qū)域分布范圍明顯減少、臨界汽蝕余量顯著降低,并且當(dāng)汽蝕發(fā)生時,有誘導(dǎo)輪的離心泵揚(yáng)程下降更緩慢。（2）單葉片誘導(dǎo)輪存在結(jié)構(gòu)上的不對稱性,葉片對軸截面流體做功不平衡,運(yùn)行不穩(wěn)定。雙葉片... 

【文章來源】：西北大學(xué)陜西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 離心泵研究進(jìn)展
        1.2.2 汽蝕的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 誘導(dǎo)輪的研究現(xiàn)狀
    1.3 CFD概述
        1.3.1 CFD簡介
        1.3.2 CFX軟件介紹
    1.4 研究目的和內(nèi)容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究內(nèi)容
第二章 汽蝕基本概論
    2.1 汽蝕理論
        2.1.1 汽蝕基本方程式
        2.1.2 裝置汽蝕余量和泵汽蝕余量
    2.2 汽蝕過程和種類
    2.3 汽蝕的危害
    2.4 防治汽蝕的措施
        2.4.1 提高離心泵的抗汽蝕性能
        2.4.2 提高裝置汽蝕余量
        2.4.3 加裝誘導(dǎo)輪改善汽蝕
    2.5 本章小結(jié)
第三章 離心泵整機(jī)流場三維模型的建立
    3.1 離心泵葉輪的建立
        3.1.1 葉輪的基本參數(shù)
        3.1.2 葉輪的水力設(shè)計
        3.1.3 葉輪的三維建模
    3.2 誘導(dǎo)輪模型的建立
        3.2.1 誘導(dǎo)輪的水力設(shè)計
        3.2.2 誘導(dǎo)輪主要參數(shù)
        3.2.3 誘導(dǎo)輪的三維建模
    3.3 蝸殼建模及整體模型的建立
        3.3.1 蝸殼的水力設(shè)計
        3.3.2 蝸殼的三維建模
    3.4 本章小結(jié)
第四章 有無誘導(dǎo)輪時離心泵數(shù)值模擬
    4.1 計算流體力學(xué)基本方程
        4.1.1 流體動力學(xué)控制方程
        4.1.2 湍流模型
        4.1.3 汽蝕模型
    4.2 數(shù)值模擬
        4.2.1 網(wǎng)格劃分
        4.2.2 邊界條件設(shè)置
        4.2.3 網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證
    4.3 有無誘導(dǎo)輪時結(jié)果分析
        4.3.1 有無誘導(dǎo)輪的葉輪壓力分析
        4.3.2 不同工況下有無誘導(dǎo)輪時臨界汽蝕余量預(yù)測
        4.3.3 誘導(dǎo)輪葉片壓力分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 不同結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)輪離心泵汽蝕模擬
    5.1 不同誘導(dǎo)輪葉片數(shù)誘導(dǎo)輪離心泵汽蝕模擬
        5.1.1 離心泵主葉輪汽蝕分析
        5.1.2 誘導(dǎo)輪內(nèi)汽蝕特性分析
    5.2 不同后掠角誘導(dǎo)輪離心泵汽蝕模擬
        5.2.1 離心泵主葉輪汽蝕分析
        5.2.2 誘導(dǎo)輪內(nèi)汽蝕分析
        5.2.3 離心泵臨界汽蝕余量
    5.3 不同裝配間距誘導(dǎo)輪離心泵汽蝕模擬
        5.3.1 離心泵主葉輪汽蝕分析
        5.3.2 誘導(dǎo)輪內(nèi)汽蝕分析
        5.3.3 離心泵臨界汽蝕余量
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    結(jié)論
    展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間取得科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]計算流體力學(xué)的發(fā)展探究[J]. 楊楠山,史立地,張?jiān)?  科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊. 2017(14)
[3]導(dǎo)葉安裝位置對混流泵壓力脈動特性的影響[J]. 顧延?xùn)|,袁壽其,裴吉,劉永,曹健.  排灌機(jī)械工程學(xué)報. 2017(02)
[4]計算流體力學(xué)發(fā)展綜述[J]. 余金偉,馮曉鋒.  現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備. 2013(06)
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[7]基于空化模型的多級離心泵汽蝕性能分析[J]. 黃思,管俊.  流體機(jī)械. 2011(01)
[8]核電站離心式上充泵多工況水力設(shè)計[J]. 袁壽其,付強(qiáng),朱榮生.  排灌機(jī)械工程學(xué)報. 2010(03)
[9]等螺距誘導(dǎo)輪內(nèi)部流動的數(shù)值模擬[J]. 崔寶玲,朱祖超,林勇剛.  機(jī)械工程學(xué)報. 2010(06)
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博士論文
[1]離心泵低噪聲水力設(shè)計及動靜干涉機(jī)理研究[D]. 司喬瑞.江蘇大學(xué) 2014
[2]高速誘導(dǎo)輪離心泵的理論分析與數(shù)值模擬[D]. 崔寶玲.浙江大學(xué) 2006
[3]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]. 徐朝暉.清華大學(xué) 2004

碩士論文
[1]基于CFD技術(shù)改善離心泵內(nèi)部空化性能的研究[D]. 趙希楓.蘭州理工大學(xué) 2009
[2]帶前置誘導(dǎo)輪的復(fù)合葉輪型離心泵數(shù)值研究[D]. 羅芳.西安理工大學(xué) 2008



本文編號：3154278