離心泵的空蝕損傷是造成離心泵故障的主要原因之一,空蝕損傷與空泡的非定常演化有著密切的關系,并且空蝕伴隨著噪音和振動,導致離心泵效率顯著降低,嚴重影響著離心泵的使用安全。因此迫切需要對空蝕損傷特性展開研究,探索空泡的非定常演化與空蝕損傷特性的關系,這對明確泵內(nèi)流體流動狀態(tài)及空蝕損傷產(chǎn)生機理有著重要的意義。本文通過對自然生物表面結構的抽取,在離心泵內(nèi)最容易發(fā)生空化的葉片吸力面建立仿生非光滑表面結構。探索非光滑葉片對泵內(nèi)壓力脈動、空化及空蝕損傷的改善情況,了解非光滑表面的改善機理。本文主要的研究工作如下:1.依照皮皮蝦的體表結構,對生物表面結構進行提取、抽象和簡化,在離心泵最容易發(fā)生空化的吸力面布置仿生非光滑表面結構,研究仿生非光滑表面結構對離心泵空化性能的影響,尋找抗空化性能最佳的仿生非光滑表面結構并且解釋空化造成離心泵揚程和效率下降的原因。結果表明:空泡的產(chǎn)生極易堵塞葉輪內(nèi)過流通道造成揚程和效率的下降,圓形非光滑表面結構具有最佳的抗空化性能;2.在上一章的基礎上繼續(xù)探索圓形非光滑表面對離心泵空化性能的影響,分析監(jiān)測點處含氣率的變化以及空化發(fā)生時監(jiān)測點處的壓力脈動,明確具有最佳抗空化性能圓... 

【文章來源】：浙江工業(yè)大學浙江省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號說明
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 離心泵非定常流動的研究
        1.2.2 離心泵空化特性的研究
        1.2.3 離心泵空蝕特性的研究
    1.3 非光滑表面在離心泵上的研究
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 仿生非光滑表面結構對離心泵空化特性的影響
    2.1 仿生非光滑表面結構的抽取
    2.2 仿生非光滑表面離心泵水力參數(shù)及模型的建立
    2.3 計算流體域網(wǎng)格劃分
    2.4 仿生非光滑表面離心泵內(nèi)部流場數(shù)值計算
        2.4.1 流體控制方程
        2.4.2 湍流模型
        2.4.3 空化模型
        2.4.4 邊界條件設置
    2.5 仿生非光滑表面離心泵空化性能預測及分析
        2.5.1 仿生非光滑表面離心泵外特性分析
        2.5.2 仿生非光滑表面離心泵內(nèi)部流場特性分析
        2.5.3 仿生非光滑表面離心泵內(nèi)部空化特性分析
    2.6 本章小結
第3章 圓形非光滑表面結構對離心泵空化特性的影響
    3.1 引言
    3.2 圓形非光滑表面結構
    3.3 圓形非光滑表面離心泵空化數(shù)值計算
        3.3.1 空化數(shù)值計算參數(shù)設置
        3.3.2 監(jiān)測點設置
    3.4 圓形非光滑表面離心泵空化性能分析
        3.4.1 圓形非光滑表面離心泵外特性曲線
        3.4.2 圓形非光滑表面離心泵的空化特性
        3.4.3 圓形非光滑表面離心泵空泡體積分布分析
        3.4.4 圓形非光滑表面離心泵監(jiān)測點含氣率分析
        3.4.5 圓形非光滑表面離心泵葉輪內(nèi)流場分布分析
    3.5 圓形非光滑表面離心泵空化壓力脈動分析
        3.5.1 壓力脈動分析
    3.6 本章小結
第4章 圓形非光滑表面結構對離心泵空蝕特性的影響
    4.1 引言
    4.2 圓形非光滑表面離心泵空蝕性能分析
        4.2.1 初生空化時監(jiān)測點內(nèi)氣體體積分率與空蝕損傷能量分析
        4.2.2 嚴重空化時監(jiān)測點內(nèi)氣體體積分率與空蝕損傷能量分析
        4.2.3 設計流量下圓形非光滑表面離心泵空蝕性能分析
    4.3 本章小結
第5章 試驗研究
    5.1 3D打印非光滑表面葉輪
    5.2 試驗裝置及方法
        5.2.1 試驗裝置
        5.2.2 試驗方案的設
    5.3 試驗結果及分析
    5.4 本章小結
第6章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間參加的科研項目和成果



本文編號：3173817