離心泵是一種應(yīng)用廣泛的水力機(jī)械,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,因工業(yè)生產(chǎn)的需要,人們對它提出了更高的技術(shù)要求,如無過載、無駝峰、汽蝕性能好等。如按照傳統(tǒng)的水力設(shè)計方法進(jìn)行研究開發(fā),已經(jīng)很難準(zhǔn)確高效地設(shè)計出滿足要求的產(chǎn)品。隨著近年來計算流體動力學(xué)的不斷發(fā)展,其對旋轉(zhuǎn)機(jī)械內(nèi)部的三維流動模擬技術(shù)已較為成熟,可以將其應(yīng)用于離心泵的水力設(shè)計中。適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合一些水力設(shè)計的優(yōu)化方法,如加大流量法、無過載設(shè)計、短葉片偏置等,能快速高效地設(shè)計出滿意的產(chǎn)品,顯著提高設(shè)計效率。 本文的主要研究工作包括: (1)運(yùn)用參數(shù)化軟件Pro/E建立水泵的三維實(shí)體模型;研究CFD技術(shù)中的有限體積法、網(wǎng)格類型、邊界條件等技術(shù); (2)應(yīng)用計算流體動力學(xué)(Computational Fluid Dynamics)軟件Fluent,模擬離心泵的三維流動,對比模擬數(shù)據(jù)與實(shí)驗數(shù)據(jù),驗證模擬結(jié)果的正確性; (3)分析傳統(tǒng)離心泵水力設(shè)計方法及水力設(shè)計優(yōu)化方法,針對某企業(yè)的一低比轉(zhuǎn)速離心泵,應(yīng)用加大流量法及長短葉片結(jié)構(gòu)改進(jìn)葉輪,并對改進(jìn)方案做正交模擬試驗,分析試驗結(jié)果,選擇了最終優(yōu)化方案,設(shè)計了改進(jìn)葉輪的結(jié)構(gòu); (4)最后對優(yōu)化的葉輪在八個工況點(diǎn)...

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 離心泵概述
        1.1.1 離心泵工作原理
        1.1.2 離心泵的主要性能參數(shù)及性能曲線
    1.2 低比轉(zhuǎn)速離心泵的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
        1.2.1 離心泵的比轉(zhuǎn)速
        1.2.2 低比轉(zhuǎn)速離心泵的研究現(xiàn)狀
    1.3 離心泵的優(yōu)化設(shè)計方法
        1.3.1 傳統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方法
        1.3.2 試驗與模擬相結(jié)合的優(yōu)化設(shè)計方法
    1.4 項目提出的背景及主要研究內(nèi)容
        1.4.1 項目提出的背景
        1.4.2 主要研究內(nèi)容
第二章 CFD 基礎(chǔ)及湍流理論
    2.1 CFD 基礎(chǔ)及相關(guān)軟件介紹
        2.1.1 CFD 概述
        2.1.2 有限體積法
        2.1.3 CFD 軟件介紹
    2.2 控制方程組
    2.3 湍流基本理論
        2.3.1 湍流的統(tǒng)計平均方法
        2.3.2 湍流平均運(yùn)動的控制方程
    2.4 數(shù)值模擬方法的分類
        2.4.1 直接數(shù)值模擬(DNS)
        2.4.2 大渦模擬方法(LES)
        2.4.3 雷諾平均法（RANS）
    2.5 FLUENT 中常用的湍流模型
        2.5.1 標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型
        2.5.2 RNG k-ε模型
        2.5.3 Realizable k-ε模型
        2.5.4 標(biāo)準(zhǔn)k-ω模型
        2.5.5 SST k-ω模型
第三章 利用數(shù)值模擬預(yù)測水泵性能
    3.1 基于Fluent 的數(shù)值模擬流程及技術(shù)
        3.1.1 基于Fluent 的數(shù)值模擬流程
        3.1.2 FLUENT 的邊界條件
    3.2 基于 Fluent 的離心水泵流場模擬
        3.2.1 離心水泵的三維實(shí)體建模
        3.2.2 網(wǎng)格劃分
        3.2.3 邊界條件的設(shè)置
        3.2.4 計算求解
        3.2.5 后處理
    3.3 模擬結(jié)果與實(shí)驗的比較分析
        3.3.1 主要物理量的計算公式
        3.3.2 工況點(diǎn)計算實(shí)例
        3.3.3 結(jié)果的比較
第四章 葉輪的改進(jìn)設(shè)計
    4.1 改進(jìn)任務(wù)的提出
    4.2 葉輪的主要設(shè)計參數(shù)及其對性能的影響
        4.2.1 葉輪的主要設(shè)計參數(shù)
        4.2.2 葉輪參數(shù)對性能的影響
    4.3 低比轉(zhuǎn)速離心泵常用水力優(yōu)化設(shè)計方法
        4.3.1 加大流量設(shè)計法
        4.3.2 無過載設(shè)計法
        4.3.3 長短葉片設(shè)計法
    4.4 葉輪水力優(yōu)化設(shè)計
        4.4.1 葉輪結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案
        4.4.2 葉輪主要幾何參數(shù)的設(shè)計
第五章 基于正交試驗的葉輪改進(jìn)方案分析
    5.1 離心泵的正交模擬試驗的設(shè)計
    5.2 模擬結(jié)果的分析
    5.3 最終改進(jìn)方案的確定
        5.3.1 兩種改進(jìn)方案的比較
        5.3.2 改進(jìn)方案與原設(shè)計的比較
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
附錄
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和科研情況說明
致謝



本文編號：3823567