潛水貫流泵裝置水力特性及壓力脈動(dòng)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-27 10:53
潛水貫流泵是將潛水電機(jī)與軸流泵同軸連接的機(jī)電一體化產(chǎn)品。其結(jié)構(gòu)非常緊湊,燈泡體小,重量輕,減小了支撐壓力的同時(shí)也有利于繞流。同時(shí)該泵型還具有良好的抗噪性,在研制過(guò)程中,解決了電機(jī)散熱、絕緣、密封及自動(dòng)排液等方面的技術(shù)問(wèn)題。是一種適用于大流量、低揚(yáng)程灌溉或排澇泵站的新型泵型。裝有潛水貫流泵的泵站具有建設(shè)及運(yùn)行成本低、裝置效率高、易于全自動(dòng)或半自動(dòng)化控制等優(yōu)點(diǎn)。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,國(guó)家各項(xiàng)調(diào)水工程的實(shí)施,潛水貫流泵站在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中扮演著越來(lái)越重要的角色。特別近年來(lái)氣候的變化,降水時(shí)空分布不均,此類泵站的安全可靠性經(jīng)歷著極大的考驗(yàn)。探討潛水貫流泵穩(wěn)定運(yùn)行范圍,揭示其內(nèi)部不穩(wěn)定流動(dòng)的三維非定常現(xiàn)象,確保潛水貫流泵站的安全穩(wěn)定運(yùn)行,具有重要的社會(huì)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)潛水貫流泵裝置定常流動(dòng)特性的研究已經(jīng)比較成熟,對(duì)非定常流動(dòng)下的壓力脈動(dòng)研究以數(shù)值模擬為主,缺少試驗(yàn)研究結(jié)果的驗(yàn)證。本文以某潛水貫流泵泵站為背景,通過(guò)數(shù)值模擬和模型試驗(yàn)兩種研究方法,研究潛水貫流泵裝置內(nèi)部的流動(dòng)特性和壓力脈動(dòng)特性。通過(guò)潛水貫流泵外特性試驗(yàn),獲得了額定轉(zhuǎn)速下的潛水貫流泵的性能曲線,確定其運(yùn)行的高效區(qū)為16L/s...
【文章來(lái)源】:揚(yáng)州大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:86 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
符號(hào)說(shuō)明
第一章 緒論
1.1 研究目的及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及進(jìn)展
1.2.1 模型試驗(yàn)研究概況
1.2.2 數(shù)值模擬研究概況
1.3 本文的研究?jī)?nèi)容
第二章 泵內(nèi)流動(dòng)數(shù)值計(jì)算方法及壓力脈動(dòng)相關(guān)理論
2.1 模型泵裝置三維建模與網(wǎng)格劃分
2.1.1 模型泵三維建模
2.1.2 網(wǎng)格劃分
2.1.3 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性分析
2.2 數(shù)值計(jì)算方法概述
2.2.1 流動(dòng)控制方程
2.2.2 湍流模型
2.3 邊界條件的設(shè)定
2.4 求解控制
2.5 收斂精度的選擇
2.6 潛水貫流泵壓力脈動(dòng)的分類
2.7 壓力脈動(dòng)的分析方法
2.7.1 時(shí)域法
2.7.2 頻域法
2.8 本章小結(jié)
第三章 潛水貫流泵裝置內(nèi)外特性研究
3.1 潛水貫流泵裝置外特性測(cè)試
3.1.1 潛水貫流泵試驗(yàn)臺(tái)的建立
3.1.2 主泵、輔助泵的介紹
3.1.3 外特性試驗(yàn)儀器和方法
3.1.4 試驗(yàn)不確定度分析
3.2 數(shù)值模擬與模型試驗(yàn)的外特性對(duì)比與分析
3.3 潛水貫流泵內(nèi)部流場(chǎng)分析
3.3.1 裝置整體流態(tài)分析
3.3.2 葉輪的水力性能分析
3.3.3 導(dǎo)葉部分水力性能分析
3.3.4 燈泡段流場(chǎng)分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 潛水貫流泵壓力脈動(dòng)試驗(yàn)分析
4.1 壓力脈動(dòng)采樣頻率的確定
4.2 壓力脈動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置的選取
4.3 試驗(yàn)設(shè)備及采集方法
4.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法
4.5 最優(yōu)工況下各監(jiān)測(cè)點(diǎn)壓力脈動(dòng)分析
4.5.1 葉輪出口圓周方向
4.5.2 導(dǎo)葉出口圓周方向
4.5.3 泵裝置軸向
4.6 不同工況下的壓力脈動(dòng)特性
4.7 本章小結(jié)
第五章 潛水貫流泵裝置全流道流動(dòng)非定常模擬
5.1 非定常模擬的設(shè)置
5.1.1 湍流模型及離散方程等的設(shè)置
5.1.2 初始條件及時(shí)間步長(zhǎng)
5.1.3 監(jiān)測(cè)點(diǎn)及計(jì)算周期的選取
5.2 最優(yōu)工況下模型試驗(yàn)與非定常計(jì)算結(jié)果的比較
5.3 最優(yōu)工況下葉輪內(nèi)流動(dòng)分析及壓力脈動(dòng)特性
5.3.1 葉輪內(nèi)流動(dòng)分析
5.3.2 葉輪內(nèi)壓力脈動(dòng)特性
5.4 最優(yōu)工況下導(dǎo)葉內(nèi)流動(dòng)分析及壓力脈動(dòng)特性
5.4.1 導(dǎo)葉內(nèi)流動(dòng)分析
5.4.2 導(dǎo)葉內(nèi)壓力脈動(dòng)特性
5.5 最優(yōu)工況下燈泡體內(nèi)流動(dòng)分析及壓力脈動(dòng)特性
5.5.1 燈泡體內(nèi)流動(dòng)分析
5.5.2 燈泡體內(nèi)壓力脈動(dòng)特性
5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間取得的相關(guān)科研成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于雷諾應(yīng)力模型的高精度分離渦模擬方法[J]. 王圣業(yè),王光學(xué),董義道,鄧小剛. 物理學(xué)報(bào). 2017(18)
[2]水泵水輪機(jī)在水輪機(jī)工況下壓力脈動(dòng)特性[J]. 錢忠東,陸杰,郭志偉,張建軍. 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(08)
[3]軸伸式出水流道內(nèi)流場(chǎng)數(shù)值模擬分析[J]. 謝榮盛,湯方平,劉超,石麗建,楊帆,張松. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2016(08)
[4]前置導(dǎo)葉可調(diào)式軸流泵低頻壓力脈動(dòng)特性研究[J]. 馮衛(wèi)民,程千,郭志偉,潘靜也. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2015(10)
[5]UG軟件在建模技術(shù)中的應(yīng)用探討[J]. 馬長(zhǎng)輝. 電子技術(shù)與軟件工程. 2015(11)
[6]軸流泵系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展分析[J]. 劉超. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2015(06)
[7]軸流泵水力模型壓力脈動(dòng)和振動(dòng)特性試驗(yàn)[J]. 張德勝,耿琳琳,施衛(wèi)東,潘大志,王海宇. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2015(06)
[8]淮安市里運(yùn)河防洪控制工程規(guī)劃布局研究[J]. 吳昌新. 治淮. 2014(06)
[9]軸流泵多工況壓力脈動(dòng)特性試驗(yàn)[J]. 張德勝,王海宇,施衛(wèi)東,潘大志,邵佩佩. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2014(11)
[10]潛水軸流泵內(nèi)部流場(chǎng)壓力脈動(dòng)的數(shù)值模擬[J]. 張玉新,王秀葉,丁鵬,唐學(xué)林. 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(04)
博士論文
[1]離心泵非結(jié)構(gòu)化四面體網(wǎng)格生成及應(yīng)用研究[D]. 董亮.江蘇大學(xué) 2012
碩士論文
[1]水泵水輪機(jī)多工況條件下壓力脈動(dòng)研究[D]. 郭雷.浙江大學(xué) 2016
[2]低揚(yáng)程潛水貫流泵裝置三維流動(dòng)數(shù)值模擬研究[D]. 夏臣智.揚(yáng)州大學(xué) 2015
[3]淮安三站改造后置燈泡貫流泵內(nèi)部流動(dòng)特性研究[D]. 仇智.揚(yáng)州大學(xué) 2015
[4]基于UG的葉片建模與檢測(cè)技術(shù)的研究[D]. 翁倩玉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[5]臥式前軸伸泵裝置的數(shù)值模擬及模型試驗(yàn)研究[D]. 陳阿萍.揚(yáng)州大學(xué) 2007
[6]基于SIMPLE算法的三維湍流流場(chǎng)數(shù)值模擬方法的研究[D]. 任雄.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[7]雙向貫流泵站進(jìn)出水流道流場(chǎng)數(shù)值模擬[D]. 韓丹.河海大學(xué) 2005
本文編號(hào):3207437
【文章來(lái)源】:揚(yáng)州大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:86 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
符號(hào)說(shuō)明
第一章 緒論
1.1 研究目的及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及進(jìn)展
1.2.1 模型試驗(yàn)研究概況
1.2.2 數(shù)值模擬研究概況
1.3 本文的研究?jī)?nèi)容
第二章 泵內(nèi)流動(dòng)數(shù)值計(jì)算方法及壓力脈動(dòng)相關(guān)理論
2.1 模型泵裝置三維建模與網(wǎng)格劃分
2.1.1 模型泵三維建模
2.1.2 網(wǎng)格劃分
2.1.3 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性分析
2.2 數(shù)值計(jì)算方法概述
2.2.1 流動(dòng)控制方程
2.2.2 湍流模型
2.3 邊界條件的設(shè)定
2.4 求解控制
2.5 收斂精度的選擇
2.6 潛水貫流泵壓力脈動(dòng)的分類
2.7 壓力脈動(dòng)的分析方法
2.7.1 時(shí)域法
2.7.2 頻域法
2.8 本章小結(jié)
第三章 潛水貫流泵裝置內(nèi)外特性研究
3.1 潛水貫流泵裝置外特性測(cè)試
3.1.1 潛水貫流泵試驗(yàn)臺(tái)的建立
3.1.2 主泵、輔助泵的介紹
3.1.3 外特性試驗(yàn)儀器和方法
3.1.4 試驗(yàn)不確定度分析
3.2 數(shù)值模擬與模型試驗(yàn)的外特性對(duì)比與分析
3.3 潛水貫流泵內(nèi)部流場(chǎng)分析
3.3.1 裝置整體流態(tài)分析
3.3.2 葉輪的水力性能分析
3.3.3 導(dǎo)葉部分水力性能分析
3.3.4 燈泡段流場(chǎng)分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 潛水貫流泵壓力脈動(dòng)試驗(yàn)分析
4.1 壓力脈動(dòng)采樣頻率的確定
4.2 壓力脈動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置的選取
4.3 試驗(yàn)設(shè)備及采集方法
4.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法
4.5 最優(yōu)工況下各監(jiān)測(cè)點(diǎn)壓力脈動(dòng)分析
4.5.1 葉輪出口圓周方向
4.5.2 導(dǎo)葉出口圓周方向
4.5.3 泵裝置軸向
4.6 不同工況下的壓力脈動(dòng)特性
4.7 本章小結(jié)
第五章 潛水貫流泵裝置全流道流動(dòng)非定常模擬
5.1 非定常模擬的設(shè)置
5.1.1 湍流模型及離散方程等的設(shè)置
5.1.2 初始條件及時(shí)間步長(zhǎng)
5.1.3 監(jiān)測(cè)點(diǎn)及計(jì)算周期的選取
5.2 最優(yōu)工況下模型試驗(yàn)與非定常計(jì)算結(jié)果的比較
5.3 最優(yōu)工況下葉輪內(nèi)流動(dòng)分析及壓力脈動(dòng)特性
5.3.1 葉輪內(nèi)流動(dòng)分析
5.3.2 葉輪內(nèi)壓力脈動(dòng)特性
5.4 最優(yōu)工況下導(dǎo)葉內(nèi)流動(dòng)分析及壓力脈動(dòng)特性
5.4.1 導(dǎo)葉內(nèi)流動(dòng)分析
5.4.2 導(dǎo)葉內(nèi)壓力脈動(dòng)特性
5.5 最優(yōu)工況下燈泡體內(nèi)流動(dòng)分析及壓力脈動(dòng)特性
5.5.1 燈泡體內(nèi)流動(dòng)分析
5.5.2 燈泡體內(nèi)壓力脈動(dòng)特性
5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間取得的相關(guān)科研成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于雷諾應(yīng)力模型的高精度分離渦模擬方法[J]. 王圣業(yè),王光學(xué),董義道,鄧小剛. 物理學(xué)報(bào). 2017(18)
[2]水泵水輪機(jī)在水輪機(jī)工況下壓力脈動(dòng)特性[J]. 錢忠東,陸杰,郭志偉,張建軍. 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(08)
[3]軸伸式出水流道內(nèi)流場(chǎng)數(shù)值模擬分析[J]. 謝榮盛,湯方平,劉超,石麗建,楊帆,張松. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2016(08)
[4]前置導(dǎo)葉可調(diào)式軸流泵低頻壓力脈動(dòng)特性研究[J]. 馮衛(wèi)民,程千,郭志偉,潘靜也. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2015(10)
[5]UG軟件在建模技術(shù)中的應(yīng)用探討[J]. 馬長(zhǎng)輝. 電子技術(shù)與軟件工程. 2015(11)
[6]軸流泵系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展分析[J]. 劉超. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2015(06)
[7]軸流泵水力模型壓力脈動(dòng)和振動(dòng)特性試驗(yàn)[J]. 張德勝,耿琳琳,施衛(wèi)東,潘大志,王海宇. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2015(06)
[8]淮安市里運(yùn)河防洪控制工程規(guī)劃布局研究[J]. 吳昌新. 治淮. 2014(06)
[9]軸流泵多工況壓力脈動(dòng)特性試驗(yàn)[J]. 張德勝,王海宇,施衛(wèi)東,潘大志,邵佩佩. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2014(11)
[10]潛水軸流泵內(nèi)部流場(chǎng)壓力脈動(dòng)的數(shù)值模擬[J]. 張玉新,王秀葉,丁鵬,唐學(xué)林. 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(04)
博士論文
[1]離心泵非結(jié)構(gòu)化四面體網(wǎng)格生成及應(yīng)用研究[D]. 董亮.江蘇大學(xué) 2012
碩士論文
[1]水泵水輪機(jī)多工況條件下壓力脈動(dòng)研究[D]. 郭雷.浙江大學(xué) 2016
[2]低揚(yáng)程潛水貫流泵裝置三維流動(dòng)數(shù)值模擬研究[D]. 夏臣智.揚(yáng)州大學(xué) 2015
[3]淮安三站改造后置燈泡貫流泵內(nèi)部流動(dòng)特性研究[D]. 仇智.揚(yáng)州大學(xué) 2015
[4]基于UG的葉片建模與檢測(cè)技術(shù)的研究[D]. 翁倩玉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[5]臥式前軸伸泵裝置的數(shù)值模擬及模型試驗(yàn)研究[D]. 陳阿萍.揚(yáng)州大學(xué) 2007
[6]基于SIMPLE算法的三維湍流流場(chǎng)數(shù)值模擬方法的研究[D]. 任雄.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[7]雙向貫流泵站進(jìn)出水流道流場(chǎng)數(shù)值模擬[D]. 韓丹.河海大學(xué) 2005
本文編號(hào):3207437
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