發(fā)布時(shí)間：2021-07-30 19:40

　　隨著我國(guó)南水北調(diào)東線工程的開(kāi)工建設(shè),以及農(nóng)業(yè)灌溉排澇及城市防洪工程規(guī)劃的實(shí)施建設(shè),已建或即將建設(shè)一大批大型低揚(yáng)程軸流泵站。軸流泵出口具有環(huán)量,該環(huán)量會(huì)引起出水流道的附加水頭損失或偏流,增加出水的水力損失。因此,研究軸流泵出口環(huán)量對(duì)出水流道水力損失的影響對(duì)于提高水泵裝置效率具有重要意義。本文利用CFX軟件基于重整化群（RNG）紊流模型對(duì)軸流泵裝置進(jìn)行數(shù)值建模計(jì)算,分析不同工況下軸流泵出口環(huán)量特性,研究出口環(huán)量對(duì)出水流道水力損失的影響,并將計(jì)算結(jié)果與無(wú)環(huán)量情況進(jìn)行比較。本文設(shè)計(jì)6種出水流道方案,計(jì)算結(jié)果顯示:（1）無(wú)環(huán)量情況下,出水流道損失h滿足h = SQ2關(guān)系,有環(huán)量情況下不滿足;（2）軸流泵出口存在環(huán)量,出水流道的水力損失呈現(xiàn)先減小后增大的變化趨勢(shì);（3）有環(huán)量情況下,出水流道壓力恢復(fù)系數(shù)隨著流量的增大,先變大后變小,而無(wú)環(huán)量情況,壓力恢復(fù)系數(shù)隨流量增大而減小;（4）出水流道水力損失與出水流道的擴(kuò)散角有關(guān),通過(guò)數(shù)值計(jì)算可以找到最優(yōu)擴(kuò)散角使得水力損失最小;（5）水泵最高效率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的水力損失并不是最小,對(duì)應(yīng)的流量要比最高效率點(diǎn)的流量要大;（6）由于導(dǎo)葉出口環(huán)量的影響,使得帶隔墩的出水流道... 

【文章來(lái)源】：揚(yáng)州大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

湍流的數(shù)值計(jì)算方法

圖 3-1 數(shù)值模擬流程圖幾何造型和網(wǎng)格劃分是進(jìn)行數(shù)值計(jì)算的前期工作，兩者合起來(lái)被稱為“前處幾何模型是網(wǎng)格和邊界的載體，網(wǎng)格則是模擬與分析的對(duì)象。在 CFX 軟件中，幾何造型模塊分為兩塊：（1）ICEM CFD 造型模塊，用于對(duì)幾何體進(jìn)行建模，并且?guī)缀跛械?CAD 軟件建立的幾何模型均可以直接導(dǎo)入M CFD 模塊。（2）Turbo-Grid 模塊，用于對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械進(jìn)行建模。對(duì)于本文研究流泵整個(gè)泵裝置，分別采用 ICEM CFD 和 Turbo-Grid 模塊對(duì)其進(jìn)出水流道和、導(dǎo)葉進(jìn)行建模。泵裝置如下圖 3-2，以此圖為基準(zhǔn)進(jìn)行幾何模型的建造。

圖 3-2 泵裝置單線圖（單位：mm）幾何造型和網(wǎng)格劃分屬于 CFD 模擬過(guò)程中花費(fèi)時(shí)間最多的環(huán)節(jié)，網(wǎng)格劃分的質(zhì)量將直接影響到數(shù)值模擬的精度和效率。網(wǎng)格一般分為結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格（structuredgrids)和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格（unstructured grids）。結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格中節(jié)點(diǎn)排列有序、鄰里間的關(guān)系明確。對(duì)于大型復(fù)雜的幾何區(qū)域，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格是分塊構(gòu)造的，即分塊結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格（block-structured grids)。非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)位置無(wú)法用一個(gè)固定的法則予以有序地命名。在三維問(wèn)題中，常用的網(wǎng)格類型有：四面體（Tetra）、三棱柱（Prism）、金字塔（Pyramid）、六面體（Hexa）和〇形網(wǎng)格（〇-grid )。結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分簡(jiǎn)單，在節(jié)點(diǎn)數(shù)相同的條件下，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格因節(jié)點(diǎn)順序排列，在計(jì)算中比非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格所占的內(nèi)存少，計(jì)算速度快，在某些條件下，還可以運(yùn)用一些加速算法。然而，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格與非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格相比，其對(duì)幾何形狀的適應(yīng)性要差。本文整個(gè)泵裝置全部采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。整體坐標(biāo)系采用笛卡爾坐標(biāo)系，以葉輪

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]泵站水流運(yùn)動(dòng)特性及水力性能數(shù)值模擬研究[D]. 成立.河海大學(xué) 2006
[2]軸流泵間隙流動(dòng)數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究[D]. 楊昌明.西南交通大學(xué) 2003

碩士論文
[1]泵站進(jìn)水流道對(duì)水泵性能影響的數(shù)值模擬研究[D]. 劉為民.揚(yáng)州大學(xué) 2005
[2]軸流泵葉輪及后導(dǎo)葉流場(chǎng)計(jì)算與分析[D]. 楊國(guó)平.揚(yáng)州大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3312008