本文關鍵詞：螺旋斜流泵動靜葉柵內(nèi)部流動特性分析與靜葉改型研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文依據(jù)動量定理和葉片泵設計原理為某型泵噴水推進器設計了一種內(nèi)置推進泵,為了使該泵具有較好的噴水推進性能,該泵在設計時采用了具有螺旋推進作用的螺旋斜流式葉輪以及具有擴壓和軸向引流作用的空間導葉作為主要過流部件,因此該泵兼具螺旋泵和斜流泵的水力性能優(yōu)點和結(jié)構(gòu)特點,故而擬稱該泵為螺旋斜流泵。螺旋斜流泵主要由螺旋斜流式葉輪和新型空間導葉構(gòu)成,其葉輪和空間導葉間的匹配效率對整臺泵的性能有至關重要的影響。本文運用CFD技術(shù)對螺旋斜流泵內(nèi)部流場進行了數(shù)值模擬,獲得了其外特性和內(nèi)部流動特性,然后基于該泵初始設計和動靜葉柵內(nèi)部流場結(jié)構(gòu),對靜葉柵作了改型研究,一定程度上改善了初始螺旋斜流泵整機性能。本文具體工作及結(jié)論如下:首先概括了與該課題相關的幾種泵型的設計理論及其內(nèi)部流動特性的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,說明了開展螺旋斜流泵內(nèi)部流場與靜葉柵改型研究的背景及意義;然后依據(jù)用戶給定的泵噴水推進器性能參數(shù)以及環(huán)境條件設計出了一種推進器內(nèi)置泵—螺旋斜流泵;其次根據(jù)螺旋斜流泵結(jié)構(gòu)參數(shù)利用三維建模軟件Pro/E建立其全流道計算域模型,采用網(wǎng)格劃分軟件ICEM完成全流道計算域網(wǎng)格劃分,最后借助流場分析軟件Fluent 15.0對變流量工況下模型泵的內(nèi)流場作了定常數(shù)值計算,對設計工況下模型泵的內(nèi)流場作了非定常數(shù)值計算,并著重分析了螺旋斜流泵外特性和內(nèi)部流動特性。研究表明:文中螺旋斜流泵結(jié)構(gòu)設計合理,水力性能較好,但是由于空間導葉設計欠佳,其內(nèi)部流動紊亂,導致整機效率偏低;該泵模擬效率值約為75%,未達到設計效率值80%,需要對空間導葉作改型研究。因此,基于以上模型泵的外特性和動靜葉柵內(nèi)部流動規(guī)律,對空間導葉作了改型設計,模擬計算并對比分析了3組導葉葉片型線下和導葉葉片數(shù)分別為3、5、7、9時模型泵靜葉柵內(nèi)部流動規(guī)律與流動損失的關系,尋找出了設計流量下與動葉柵匹配較好的靜葉柵的型線以及靜葉柵合理的葉片數(shù),實現(xiàn)了動靜葉柵的更優(yōu)匹配,改善了原有螺旋斜流泵的內(nèi)部流動狀態(tài)和外部輸出性能。本文的研究將為螺旋斜流泵的設計以及空間導葉的優(yōu)化提供一定的參考。
【關鍵詞】：螺旋斜流泵 動靜葉柵 內(nèi)流特性 改型研究 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH38
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 課題名稱及來源10
• 1.2 課題研究背景及意義10-11
• 1.3 螺旋斜流泵相關泵型的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-18
• 1.3.1 螺旋離心泵內(nèi)部流動研究及應用現(xiàn)狀11-14
• 1.3.2 螺旋軸流泵的理論研究及應用現(xiàn)狀14-16
• 1.3.3 斜流泵的應用及研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3.4 螺旋斜流泵簡介18
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容18-19
• 1.5 本章小結(jié)19-20
• 第二章 湍流基本理論及數(shù)值研究方法簡介20-24
• 2.1 湍流基本理論20
• 2.2 粘性流體動力學基本方程組20-22
• 2.2.1 基本方程組20-21
• 2.2.2 基本方程組的求解思路21-22
• 2.3 數(shù)值計算方法22-23
• 2.3.1 數(shù)值求解的發(fā)展過程22-23
• 2.3.2 湍流模型23
• 2.3.3 模擬條件設置23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第三章 螺旋斜流泵設計及其數(shù)值模型建立與網(wǎng)格劃分24-39
• 3.1 泵的基本設計理論及方法24-25
• 3.2 螺旋斜流泵基本設計參數(shù)的確定25-26
• 3.3 螺旋斜流泵的水力設計26-33
• 3.3.1 螺旋斜流泵效率的估算26-27
• 3.3.2 螺旋斜流泵用電機的選擇和最小軸徑的確定27
• 3.3.3 螺旋斜流泵進出口直徑的確定27-28
• 3.3.4 螺旋斜流泵葉輪的水力設計28-30
• 3.3.5 螺旋斜流泵空間導葉的水力設計30-33
• 3.4 螺旋斜流泵計算域模型的建立33-34
• 3.5 模型泵計算域網(wǎng)格劃分34-38
• 3.5.1 網(wǎng)格劃分技術(shù)及網(wǎng)格質(zhì)量對計算解的影響34
• 3.5.2 主要過流部件網(wǎng)格劃分34-36
• 3.5.3 全流道網(wǎng)格組裝及網(wǎng)格無關性檢查36-38
• 3.6 本章小結(jié)38-39
• 第四章 螺旋斜流泵性能和內(nèi)流特性數(shù)值分析39-53
• 4.1 數(shù)值模擬方法及邊界條件的確定39-41
• 4.1.1 螺旋斜流泵穩(wěn)態(tài)數(shù)值計算方法40
• 4.1.2 穩(wěn)態(tài)模擬邊界條件的設定40-41
• 4.1.3 計算殘差設置和收斂性判定41
• 4.2 螺旋斜流泵定常模擬外特性41-44
• 4.2.1 螺旋斜流泵變流量工況定常數(shù)值計算41
• 4.2.2 螺旋斜流泵定常數(shù)值模擬外特性41-44
• 4.3 螺旋斜流泵定常模擬內(nèi)部流動特性44-48
• 4.3.1 螺旋斜泵全流道內(nèi)部流動特性44-46
• 4.3.2 模型泵全流道流線分布規(guī)律46-48
• 4.4 設計工況下螺旋斜流泵內(nèi)部非定常流動特性48-52
• 4.4.1 設計工況下螺旋斜流泵非定常外特性49-50
• 4.4.2 設計工況下螺旋斜流泵壓力脈動特性50-52
• 4.5 本章小結(jié)52-53
• 第五章 螺旋斜流泵靜葉柵改型研究53-63
• 5.1 空間導葉改型設計方案53
• 5.2 基于內(nèi)部流場分析的空間導葉葉片型線改型研究53-57
• 5.2.1 空間導葉葉片型線改型前內(nèi)部流線分布54-55
• 5.2.2 空間導葉葉片型線改型55-56
• 5.2.3 空間導葉葉片型線改型后模型泵性能分析56-57
• 5.3 空間導葉葉片數(shù)對導葉內(nèi)部流動的影響57-62
• 5.3.1 不同空間導葉葉片數(shù)時模型泵全流道三維模型58
• 5.3.2 不同空間導葉葉片數(shù)時模型泵動靜葉柵內(nèi)部流場分析58-62
• 5.3.3 不同空間導葉葉片數(shù)時模型泵性能分析62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 結(jié)論與展望63-66
• 1.工作總結(jié)和結(jié)論63-65
• 2.存在的不足和展望65-66
• 參考文獻66-70
• 致謝70-71
• 附錄A 攻讀碩士學位期間取得的科研成果71

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李仁年;胡鵬林;黎義斌;畢禎;周棟;;葉頂間隙對斜流泵進口壓力脈動影響的數(shù)值分析[J];排灌機械工程學報;2015年07期

2 歐鳴雄;施衛(wèi)東;賈衛(wèi)東;付強;;斜流泵葉輪水力徑向力的數(shù)值模擬與試驗驗證（英文）[J];農(nóng)業(yè)工程學報;2015年09期

3 魯濤;黃從兵;朱泉榮;王玉心;關醒凡;;可調(diào)葉片導葉式混流泵在我國調(diào)水工程中的應用[J];水泵技術(shù);2015年02期

4 張釗;蘇敏;韓偉;李仁年;權(quán)輝;黎義斌;;螺旋離心泵固液兩相非定常流動誘導力特性[J];排灌機械工程學報;2015年04期

5 黎義斌;畢禎;李仁年;胡鵬林;周棟;;不同葉頂間隙下斜流泵輪緣壓力脈動特性的數(shù)值分析[J];水利學報;2015年04期

6 鄧育軒;李仁年;韓偉;王東偉;;螺旋離心泵內(nèi)非定常漩渦空化的計算與分析[J];華中科技大學學報(自然科學版);2014年09期

7 朱榮生;龍云;林鵬;蔣旭松;賀博;;螺旋軸流泵內(nèi)部流場與壓力脈動研究[J];農(nóng)業(yè)機械學報;2014年07期

8 賀博;朱榮生;王秀禮;邢樹兵;曹梁;;螺旋軸流泵的設計開發(fā)[J];水泵技術(shù);2014年02期

9 朱榮生;林鵬;龍云;王振偉;習毅;;螺旋軸流泵的固液兩相流動數(shù)值模擬[J];排灌機械工程學報;2014年01期

10 權(quán)輝;李仁年;蘇清苗;韓偉;程效銳;申正精;;單介質(zhì)螺旋離心泵能量轉(zhuǎn)換機理[J];排灌機械工程學報;2014年02期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 權(quán)輝;螺旋離心泵內(nèi)部流動和能量轉(zhuǎn)換機理的研究[D];蘭州理工大學;2012年

  本文關鍵詞：螺旋斜流泵動靜葉柵內(nèi)部流動特性分析與靜葉改型研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：504725