發(fā)布時(shí)間：2017-06-09 14:11

  本文關(guān)鍵詞：CZ系列臥式離心泵葉輪葉片型線優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：泵是一種與人類的生產(chǎn)生活密不可分的流體機(jī)械。泵的使用量十分巨大,是僅次于電機(jī)的應(yīng)用最廣的通用機(jī)械。泵分為很多種類,其中離心泵所占的比重最大。目前國內(nèi)離心泵產(chǎn)品的效率與國外相比存在著一定差距。離心泵效率的提高對提高生產(chǎn)效率、節(jié)能減排有著非常大的意義。離心泵屬于葉片式泵,主要由葉輪和泵體組成。其中葉輪是影響泵效率的最重要的部件,設(shè)計(jì)具有高效水力模型的葉輪是提高離心泵效率的關(guān)鍵。本文針對CZ系列臥式離心泵的葉輪葉片型線進(jìn)行優(yōu)化,以提高泵的效率。本課題以CZ50-315型離心泵作為研究對象,完成葉輪葉片型線的優(yōu)化,由于CZ系列臥式離心泵的葉輪葉片型線具有相似性,研究結(jié)果同樣可應(yīng)用于其他型號的泵。根據(jù)CZ50-315型離心泵的額定工況參數(shù),對離心泵葉輪實(shí)施參數(shù)化設(shè)計(jì)。根據(jù)優(yōu)化后的參數(shù)利用Solid Works完成離心泵的三維建模。利用Solid Works中的流場仿真插件Flow Simulation對離心泵裝配體三維模型進(jìn)行流場分析,得到泵內(nèi)流場仿真壓力分布切面圖、速度分布切面圖和仿真數(shù)據(jù)。通過觀察流場壓力、速度分布圖,并分析仿真數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)離心泵葉輪葉片處流體的流動(dòng)發(fā)生邊界層分離,導(dǎo)致泵出口擴(kuò)散管內(nèi)產(chǎn)生渦旋、回流等現(xiàn)象。因此,本文利用邊界層分離理論為優(yōu)化方法,在不改變?nèi)~輪外徑等主要參數(shù)的情況下,根據(jù)設(shè)計(jì)葉輪所得參數(shù)計(jì)算邊界層無分離葉片型線的速度系數(shù)vK,即可求出邊界層無分離的葉片型線參數(shù)方程的具體表達(dá)式。根據(jù)無分離型線的表達(dá)式繪制出優(yōu)化后的葉片剪裁圖,并結(jié)合葉輪的主要參數(shù)對優(yōu)化后葉輪按照之前的步驟進(jìn)行三維建模和流場仿真。將葉輪優(yōu)化后的離心泵流場仿真結(jié)果與原型泵的流場仿真結(jié)果進(jìn)行對比。經(jīng)過葉輪優(yōu)化后離心泵內(nèi)流場沒有出現(xiàn)渦旋、回流等現(xiàn)象,能量損失減小,在同等的工況下,效率有了明顯的提高,體現(xiàn)出了優(yōu)化的效果。
【關(guān)鍵詞】：離心泵 葉輪設(shè)計(jì) 三維建模 流場仿真 葉片型線優(yōu)化 邊界層分離
【學(xué)位授予單位】：大連工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH311
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-13
• 1.1 研究背景及意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢9-11
• 1.3 本文所做的主要工作11-13
• 第二章 CZ系列臥式離心泵水力設(shè)計(jì)與三維建模13-36
• 2.1 CZ系列臥式離心泵的結(jié)構(gòu)組成和工作原理13-14
• 2.2 CZ系列臥式離心泵參數(shù)化設(shè)計(jì)14-24
• 2.2.1 離心泵的基本參數(shù)和結(jié)構(gòu)方案的確定16-18
• 2.2.2 葉輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)18-22
• 2.2.3 葉輪軸面投影圖的繪制22-23
• 2.2.4 軸面流線的繪制23-24
• 2.2.5 葉片型線微分方程24
• 2.3 葉片繪型24-27
• 2.4 離心泵三維建模27-36
• 2.4.1 葉輪三維建模28-33
• 2.4.2 泵體三維建模33-35
• 2.4.3 三維虛擬裝配35-36
• 第三章 基于SOLIDWORKS FLOW SIMULATION的離心泵流場仿真36-51
• 3.1 Solid Works flow simulation簡介36-37
• 3.2 CZ系列臥式離心泵流場仿真步驟37-44
• 3.2.1 創(chuàng)建封蓋和三維模型檢查37-38
• 3.2.2 使用向?qū)?chuàng)建Flow Simulation項(xiàng)目38-41
• 3.2.3 設(shè)置邊界條件和目標(biāo)41-44
• 3.3 流場仿真結(jié)果與分析44-51
• 3.3.1 流場仿真數(shù)據(jù)44-46
• 3.3.2 壓力分布46-48
• 3.3.4 速度分布48-51
• 第四章 基于邊界層分離理論的葉輪葉片型線方程51-58
• 4.1 邊界層簡介51-52
• 4.2 葉輪葉片邊界層方程及邊界條件52-54
• 4.2.1 葉片表面邊界條件和離心系數(shù)53-54
• 4.2.2 外邊界上的邊界條件54
• 4.3 葉輪葉片邊界層動(dòng)量積分及其解54-55
• 4.4 邊界層分離條件的確定55-56
• 4.5 葉片型線參數(shù)方程56-57
• 4.6 速度系數(shù)與理論揚(yáng)程57-58
• 第五章 CZ系列臥式離心泵葉輪葉片型線優(yōu)化實(shí)例58-71
• 5.1 優(yōu)化實(shí)例參數(shù)58
• 5.2 計(jì)算邊界層無分離的速度系數(shù)vK58-62
• 5.2.1 計(jì)算邊界層厚度58-61
• 5.2.2 驗(yàn)算邊界層分離61
• 5.2.3 離心泵理論揚(yáng)程的驗(yàn)算61-62
• 5.3 繪制邊界層無分離葉片型線62-63
• 5.4 優(yōu)化后離心泵流場分析63-69
• 5.4.1 流場仿真數(shù)據(jù)64-65
• 5.4.2 壓力分布65-67
• 5.4.3 速度分布67-69
• 5.5 優(yōu)化前后離心泵性能對比69-71
• 第六章 結(jié)論與展望71-72
• 6.1 結(jié)論71
• 6.2 展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-75
• 致謝75

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本文編號：435689