離心泵是以液體為工作介質(zhì)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的一種機(jī)械設(shè)備,具有結(jié)構(gòu)簡單、啟動(dòng)方便、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)。葉輪作為離心泵的核心過流部件,其形狀主要由葉片型線、葉片厚度以及葉片數(shù)決定,因此這些參數(shù)會(huì)對(duì)離心泵的水動(dòng)力性能產(chǎn)生重要影響。目前國內(nèi)外關(guān)于葉片型線及葉片厚度變化對(duì)不同比轉(zhuǎn)速離心泵性能影響的研究成果較多,而關(guān)于葉片數(shù)對(duì)離心泵性能影響的研究則相對(duì)較少,因此本文著重分析葉輪葉片數(shù)對(duì)不同比轉(zhuǎn)速離心泵水動(dòng)力性能的影響,主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:1.本文以3種不同比轉(zhuǎn)速（n_s=32、96、232）的單級(jí)單吸離心泵為研究對(duì)象,分別選取葉輪葉片數(shù)Z=4、5、6、7和8的5種方案,基于SST k-ω湍流模型對(duì)各方案進(jìn)行數(shù)值模擬,并結(jié)合離心泵整機(jī)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證數(shù)值計(jì)算的準(zhǔn)確性。結(jié)果表明,離心泵效率及揚(yáng)程數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的誤差均不超過5%。2.通過模擬3種比轉(zhuǎn)速離心泵的5種葉片數(shù)方案,研究不同流量工況下?lián)P程和水力效率的變化,結(jié)果表明:不同比轉(zhuǎn)速離心泵的揚(yáng)程在整個(gè)流量范圍內(nèi)隨葉片數(shù)的增加而升高,且小流量工況下?lián)P程的上升速率均小于大流量工況,說明葉片數(shù)對(duì)不同比轉(zhuǎn)速離心泵揚(yáng)程的影響規(guī)律基本相同。... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

葉輪葉片數(shù)隨揚(yáng)程和比轉(zhuǎn)速的變化

22 （c）ns=232進(jìn)口段 葉輪 蝸殼圖 3.1 3 種比轉(zhuǎn)速離心泵的三維造型2 網(wǎng)格劃分網(wǎng)格是連接幾何模型和數(shù)值計(jì)算的紐帶，網(wǎng)格質(zhì)量好壞及數(shù)量多少極大程度響著計(jì)算的斂散性及結(jié)果的準(zhǔn)確性。利用 ICEM CFD 軟件對(duì)構(gòu)建的三維全流算模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，采用分區(qū)域網(wǎng)格生成方法，區(qū)域間通過交界面技術(shù)聯(lián)蝸殼均采用生成簡單、自適應(yīng)性強(qiáng)和可局部調(diào)節(jié)的四面體非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，葉進(jìn)口段均采用生成較快、質(zhì)量較高、能處理邊界層的六面體結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。選圖 3.2 所示的低比轉(zhuǎn)速離心泵為例，對(duì)葉輪計(jì)算域的網(wǎng)格劃分作進(jìn)一步說明由于葉輪幾何形狀的不規(guī)則，因此采用塊結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，塊劃分策略如圖 3。為了確保數(shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性，一般借助 y 值檢驗(yàn)近壁面區(qū)域的節(jié)點(diǎn)數(shù)

碩士學(xué)位論文 是否合適，是否便于捕捉邊界層內(nèi)的流動(dòng)狀況。無量綱參數(shù) y 值表示壁面附近第一層網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)到壁面的最小距離，其定義為：+ωτ ρΔdyν （3.1）式中：wτ 壁面切應(yīng)力，2N / m ； ρ 流體密度，3kg / m ；Δd 離壁面最近的兩個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)之間的距離， m； ν 運(yùn)動(dòng)粘度，2m / s ；本文所采用的湍流模型為 SST k - ，要求邊界層網(wǎng)格的 y 值在 100 左右，葉片表面的 y 值如圖 3.4 所示。網(wǎng)格劃分越密集，計(jì)算結(jié)果就越準(zhǔn)確，但計(jì)算時(shí)間也就越長。為了保證網(wǎng)格數(shù)量對(duì)計(jì)算精度不造成影響并節(jié)約計(jì)算時(shí)間，在 y 滿足的范圍內(nèi)進(jìn)行網(wǎng)格無關(guān)性檢查，如表3.2所示。計(jì)算后發(fā)現(xiàn)當(dāng)網(wǎng)格數(shù)為3140089，節(jié)點(diǎn)數(shù)為2302026時(shí)，揚(yáng)程的相關(guān)性小于1％，最終低比轉(zhuǎn)速離心泵選取第3網(wǎng)格進(jìn)行計(jì)算。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]分流葉片對(duì)離心泵非定�？栈鲃�(dòng)特性影響分析[J]. 張興,賴喜德,廖姣.  熱能動(dòng)力工程. 2017(04)
[2]不同葉片數(shù)對(duì)低比轉(zhuǎn)速離心泵壓力脈動(dòng)的影響[J]. 劉宜,陳文鵬,肖麗倩,劉明.  蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(03)
[3]葉片數(shù)對(duì)船用離心泵性能影響的數(shù)值分析[J]. 陳然偉,劉小兵,曾永忠.  水電能源科學(xué). 2016(02)
[4]水泵空化數(shù)值模擬研究進(jìn)展[J]. 曹玉良,賀國,明廷鋒,蘇永生,王小川.  武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版). 2016(01)
[5]離心泵汽蝕影響因素研究現(xiàn)狀[J]. 蔡圣杰.  通用機(jī)械. 2015(02)
[6]葉片數(shù)對(duì)離心泵小流量工況空化特性的影響[J]. 付燕霞,袁壽其,袁建平,周幫倫,王鵬.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2015(04)
[7]不同葉片數(shù)對(duì)離心泵流場(chǎng)誘導(dǎo)振動(dòng)的影響[J]. 周盼,張權(quán),率志君,李玩幽.  排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(07)
[8]葉片數(shù)對(duì)離心泵性能影響的數(shù)值模擬及試驗(yàn)對(duì)比[J]. 尚勇,劉小兵,曾永忠.  中國農(nóng)村水利水電. 2014(05)
[9]考慮空泡界面相變作用的空化模型及應(yīng)用[J]. 王柏秋,王聰,黃海龍,董磊,張嘉鐘.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(01)
[10]葉片數(shù)對(duì)離心泵空化誘導(dǎo)振動(dòng)噪聲的影響[J]. 王勇,劉厚林,袁壽其,王健,劉東喜.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(11)

博士論文
[1]微型飛行器機(jī)翼三維非定常流場(chǎng)的數(shù)值研究和氣動(dòng)優(yōu)化[D]. 劉潔.上海大學(xué) 2008

碩士論文
[1]沙粒粒徑與含量對(duì)空化特性影響的研究[D]. 韓向東.蘭州理工大學(xué) 2017
[2]葉片厚度變化規(guī)律對(duì)離心泵性能影響的研究[D]. 張建華.蘭州理工大學(xué) 2011
[3]離心泵內(nèi)流動(dòng)數(shù)值模擬研究[D]. 任志安.中國石油大學(xué) 2009
[4]葉輪機(jī)械相關(guān)流動(dòng)中幾種湍流模型的預(yù)測(cè)性能[D]. 陳錢.清華大學(xué) 2007
[5]離心泵性能預(yù)測(cè)理論及其軟件開發(fā)[D]. 談明高.江蘇大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3449085