本文關鍵詞：射流式離心泵內部流動及空化特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：射流式離心泵內部流動復雜,在大流量工況下,喉管內易發(fā)生空化而導致?lián)P程急劇下降。為了深入了解射流式離心泵內部流動及空化特性,本文選取浙江某企業(yè)JET750型射流式離心泵作為主要研究對象,基于試驗及數(shù)值模擬的研究方法,分析了射流器及離心葉輪的內部流動情況,研究了射流器幾何參數(shù)對射流式離心泵空化性能的影響。同時,采用LES方法進一步分析了射流式離心泵揚程折斷點產(chǎn)生的根本原因和瞬態(tài)靜壓分布特點,并與k-ωSST計算結果進行對比。本文的主要研究內容如下:1)采用CFX流場分析軟件對JET750型射流式離心泵進行數(shù)值模擬,并進行外特性試驗。分析發(fā)現(xiàn),射流器噴嘴循環(huán)流量隨著射流式離心泵工作流量的增加而減小,經(jīng)過喉管進入葉輪的總流量則一直增加;射流式離心泵內部的射流器性能曲線與射流泵性能曲線隨流量變化趨勢相同;射流式離心泵流量揚程曲線斜率的決定因素是射流器的面積比。2)基于射流式離心泵內部流場數(shù)值分析可知,射流器內部同一流場參數(shù)沿流向分布均有一定的區(qū)別,總體上,越靠近射流邊界層的流場信息變化越劇烈;渦量分析發(fā)現(xiàn),在高、低速流體相互作用區(qū)出現(xiàn)渦量最大值,此處流場信息變化劇烈;大流量工況下,同一流向流場參數(shù)分布曲線有向下游偏移的趨勢;葉輪進口由于高速射流的作用,進口湍動能及湍動能耗散率較大,葉輪進口靜壓較高,抑制了葉輪內部空化的發(fā)生。3)通過對比試驗分析發(fā)現(xiàn),當噴嘴圓柱段為2mm,喉管直徑擴大1.5mm時,泵的空化性能得到明顯改善,揚程折斷點往大流量偏移,設計點性能達到設計要求;增加射流器面積比能增大揚程折斷點的流量,使揚程折斷點往大流量偏移,但面積比不宜過大。4)以定常計算結果作為初始條件,采用LES和k-ωSST湍流模型研究了射流式離心泵揚程折斷點時射流器內部瞬態(tài)流動特性。通過對比可知,采用LES數(shù)值模擬能更好的計算揚程折斷點的瞬態(tài)靜壓,進而揭示了強烈卷吸渦可能是造成瞬態(tài)低壓并產(chǎn)生空化的原因。同時分析發(fā)現(xiàn),采用LES模擬,喉管內部徑向靜壓呈非對稱分布,流向靜壓分布劇烈變化,而k-ωSST模擬得到喉管內部徑向靜壓呈對稱分布,流向靜壓分布為一條光滑曲線。
【關鍵詞】：射流式離心泵 內部流動 空化 面積比 揚程折斷點 大渦模擬
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH311
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 研究背景、目的及意義11-12
• 1.2 射流式離心泵的研究進展12-14
• 1.2.1 射流式離心泵的內部流動研究進程12-13
• 1.2.2 射流式離心泵的空化研究進展13-14
• 1.3 課題提出14
• 1.4 本文主要研究內容及方法14-16
• 第二章 射流式離心泵水力設計方法16-33
• 2.1 概述16
• 2.2 射流式離心泵的實物圖16
• 2.3 射流式離心泵的工作原理16-17
• 2.4 離心葉輪水力設計17-22
• 2.4.1 相似換算設計射流式離心泵的離心葉輪17-19
• 2.4.2 速度系數(shù)法設計射流式離心泵的離心葉輪19-22
• 2.5 射流器水力設計22-29
• 2.5.1 射流器的性能方程22-24
• 2.5.2 射流器內部相似律24-26
• 2.5.3 射流器的關鍵幾何尺寸26
• 2.5.4 液液射流器的設計26-29
• 2.6 離心葉輪-射流器組合性能29-32
• 本章小結32-33
• 第三章 射流式離心泵內部流動及試驗研究33-47
• 3.1 概述33
• 3.2 射流式離心泵基本參數(shù)33-37
• 3.2.1 射流式離心泵幾何尺寸33-36
• 3.2.2 射流式離心泵對比組幾何尺寸36-37
• 3.3 射流式離心泵三維流場計算及試驗37-39
• 3.3.1 射流式離心泵的三維造型37-38
• 3.3.2 射流式離心泵的網(wǎng)格劃分38-39
• 3.3.3 計算域的邊界條件設置39
• 3.3.4 射流式離心泵試驗39
• 3.4 原模型泵的內部流動39-43
• 3.4.1 原模型泵數(shù)值計算與試驗性能對比39-40
• 3.4.2 原模型泵的內部流動分析40-41
• 3.4.3 原模型泵的射流器工作特性41-42
• 3.4.4 原模型泵的葉輪受力分析42-43
• 3.5 數(shù)值計算與試驗對比43-45
• 3.5.1 四組模型的性能曲線對比43-44
• 3.5.2 葉輪對射流式離心泵性能的影響44-45
• 3.5.3 射流器對射流式離心泵性能的影響45
• 本章小結45-47
• 第四章 射流式離心泵的內部流場數(shù)值分析47-64
• 4.1 概述47
• 4.2 射流式離心泵內部流場47-51
• 4.2.1 射流式離心泵內部絕對壓力分布47-48
• 4.2.2 射流式離心泵內部絕對速度場48-49
• 4.2.3 射流式離心泵內部流線49-50
• 4.2.4 射流式離心泵內部湍動能分布50-51
• 4.3 射流式離心泵的射流器內部流場51-58
• 4.3.1 射流器內設計工況下流向流場信息51-55
• 4.3.2 射流器內不同工況下流向流場信息55-58
• 4.4 射流式離心泵離心葉輪的內部流場58-63
• 4.4.1 射流式離心泵離心葉輪的靜壓分布58-59
• 4.4.2 射流式離心泵離心葉輪的湍動能與湍流粘度分布59-62
• 4.4.3 射流式離心泵離心葉輪的內部流動結構62-63
• 本章小結63-64
• 第五章 射流式離心泵空化試驗及數(shù)值分析64-74
• 5.1 概述64
• 5.2 射流器幾何參數(shù)對射流式離心泵空化性能影響的試驗64-67
• 5.2.1 不同噴嘴切量對空化性能的影響64-65
• 5.2.2 原始噴嘴不同喉管直徑對空化性能的影響65-66
• 5.2.3 噴嘴切割后不同喉管直徑對空化性能的影響66-67
• 5.3 射流式離心泵空化機理的大渦模擬67-73
• 5.3.1 數(shù)值模型及三維模型67-69
• 5.3.2 試驗數(shù)據(jù)、邊界條件及k-ω SST計算結果69-70
• 5.3.3 射流器簡化及大渦模擬邊界條件設置70
• 5.3.4 LES及k-ω SST計算結果對比分析70-73
• 本章小結73-74
• 第六章 總結與展望74-76
• 6.1 研究工作總結74-75
• 6.2 研究工作展望75-76
• 參考文獻76-80
• 致謝80-81
• 作者發(fā)表論文及科研項目81
• 作者參加的學術會議81

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  本文關鍵詞：射流式離心泵內部流動及空化特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：381919