隨著我國南水北調東線工程的開工建設,以及農業(yè)灌溉排澇及城市防洪工程規(guī)劃的實施建設,已建或即將建設一大批大型低揚程軸流泵站。軸流泵出口具有環(huán)量,該環(huán)量會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)量對出水流道水力損失的影響對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）紊流模型對軸流泵裝置進行數(shù)值建模計算,分析不同工況下軸流泵出口環(huán)量特性,研究出口環(huán)量對出水流道水力損失的影響,并將計算結果與無環(huán)量情況進行比較。本文設計6種出水流道方案,計算結果顯示:（1）無環(huán)量情況下,出水流道損失h滿足h = SQ2關系,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;（3）有環(huán)量情況下,出水流道壓力恢復系數(shù)隨著流量的增大,先變大后變小,而無環(huán)量情況,壓力恢復系數(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散角有關,通過數(shù)值計算可以找到最優(yōu)擴散角使得水力損失最小;（5）水泵最高效率點對應的水力損失并不是最小,對應的流量要比最高效率點的流量要大;（6）由于導葉出口環(huán)量的影響,使得帶隔墩的出水流道... 

【文章來源】：揚州大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

湍流的數(shù)值計算方法

圖 3-1 數(shù)值模擬流程圖幾何造型和網(wǎng)格劃分是進行數(shù)值計算的前期工作，兩者合起來被稱為“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，用于對幾何體進行建模，并且?guī)缀跛械?CAD 軟件建立的幾何模型均可以直接導入M CFD 模塊。（2）Turbo-Grid 模塊，用于對旋轉機械進行建模。對于本文研究流泵整個泵裝置，分別采用 ICEM CFD 和 Turbo-Grid 模塊對其進出水流道和、導葉進行建模。泵裝置如下圖 3-2，以此圖為基準進行幾何模型的建造。

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 模擬過程中花費時間最多的環(huán)節(jié)，網(wǎng)格劃分的質量將直接影響到數(shù)值模擬的精度和效率。網(wǎng)格一般分為結構化網(wǎng)格（structuredgrids)和非結構化網(wǎng)格（unstructured grids）。結構化網(wǎng)格中節(jié)點排列有序、鄰里間的關系明確。對于大型復雜的幾何區(qū)域，結構化網(wǎng)格是分塊構造的，即分塊結構化網(wǎng)格（block-structured grids)。非結構網(wǎng)格節(jié)點位置無法用一個固定的法則予以有序地命名。在三維問題中，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 )。結構化網(wǎng)格劃分簡單，在節(jié)點數(shù)相同的條件下，結構化網(wǎng)格因節(jié)點順序排列，在計算中比非結構化網(wǎng)格所占的內存少，計算速度快，在某些條件下，還可以運用一些加速算法。然而，結構化網(wǎng)格與非結構化網(wǎng)格相比，其對幾何形狀的適應性要差。本文整個泵裝置全部采用結構化網(wǎng)格。整體坐標系采用笛卡爾坐標系，以葉輪

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[2]軸流泵間隙流動數(shù)值模擬與試驗研究[D]. 楊昌明.西南交通大學 2003

碩士論文
[1]泵站進水流道對水泵性能影響的數(shù)值模擬研究[D]. 劉為民.揚州大學 2005
[2]軸流泵葉輪及后導葉流場計算與分析[D]. 楊國平.揚州大學 2005



本文編號：3312008