駝峰特性是抑制軸流泵穩(wěn)定運行的主要因素,駝峰特性的具體表現為當軸流泵運行到小流量工況下時,軸流泵揚程下降明顯,在這之前,軸流泵振動、噪音以及泵內部的空化已經發(fā)生,嚴重影響泵組的安全運行。通過數值模擬方法對軸流泵駝峰現象和內部波動流動特性進行了深入的研討,分析在小流量工況下導致軸流泵性能下降的內部流動特性。與此同時,針對偏工況下的駝峰現象,以及泵內部的脫流,旋渦以及壓力脈動等不穩(wěn)定特性提出了相對應的改良方法,本文具體結論如下:當泵偏離設計工況點運行時,由于葉輪進口沖角增大,導致葉輪通道內產生脫流、旋渦等紊亂流動現象,降低泵的水力性能。本文采用流體力學分析方法對軸流泵內部流場進行了研究,結果表明:泵在偏離設計工況點進入小流量工況運行時,存在明顯的駝峰區(qū)域,軸流泵的揚程曲線和效率曲線出現明顯下降趨勢。在臨界失速工況下,葉片進口吸力面靠近輪緣處及葉片出口靠近輪轂處均出現了脫流;在深度失速工況下,脫流發(fā)展劇烈,并與來流共同作用形成穩(wěn)定的渦旋結構,阻塞整個流道。為了減小軸流泵失速工況下葉片進口預旋引起的沖角變大,提高小流量工況下的揚程,本文應用了一種軸流泵進口開槽技術,即在軸流泵進口壁面一周沿軸向...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景、目的及意義
    1.2 國內外研究歷史與進展
        1.2.1 駝峰現象
        1.2.2 實驗研究
        1.2.3 數值模擬研究
        1.2.4 流動控制技術在葉片泵中的應用
    1.3 研究問題的提出
    1.4 論文主要研究內容
2 三維湍流數值模擬方法
    2.1 計算流體動力學計算工具簡介
    2.2 湍流的數值模擬方法
    2.3 流體動力學控制方程
    2.4 控制方程的離散方法
    2.5 本章小結
3 小流量工況下軸流泵內部流動特性研究
    3.1 引言
    3.2 軸流泵水力性能分析
        3.2.1 幾何模型
        3.2.2 計算模型
            a.網格劃分
            b.計算方法
            c.網格誤差估計
        3.2.3 葉片泵外特性計算方法
        3.2.4 速度三角形
        3.2.5 性能對比分析
    3.3 軸流泵內部特性分析
        3.3.1 失速工況下的流動特征
        3.3.2 軸流泵內部流態(tài)分析
        3.3.3 葉輪進出口流態(tài)分析
        3.3.4 葉頂泄漏流與葉頂泄漏渦形成分析
        3.3.5 駝峰區(qū)形成機理探討
    3.4 本章小結
4 軸流泵性能改善研究
    4.1 引言
    4.2 進口開槽技術對軸流泵駝峰現象的改善研究
        4.2.1 計算模型的建立
        4.2.2 不同槽深度對軸流泵駝峰特性的改善研究
            a.外特性分析
            b.內部流場分析
            c.壓力脈動分析
    4.3 不同槽參數對軸流泵駝峰特性的影響
        4.3.1 建立模型
        4.3.2 外特性研究
        4.3.3 葉片表面壓力分布
        4.3.4 渦量分析
            a.渦量的定義
            b.渦量云圖分析
        4.3.5 葉片表面壓力對比分析
        4.3.6 軸流泵進口速度分布
    4.4 本章小結
5 總結與展望
    5.1 本文的工作總結
    5.2 研究展望
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：3803223