隨著對通用水利機械的能源消耗和振動噪聲要求的不斷提高,離心泵的節(jié)能增效和減振降噪面臨巨大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)改形方法對于離心泵的性能提升效果有限,而且加工成本很高。仿生非光滑表面減阻作為一種新型、易于操作和實現(xiàn)的方法,通過對壁面邊界層的控制實現(xiàn)節(jié)能減阻,已經(jīng)應(yīng)用在許多領(lǐng)域并取得較好的效果。本文將仿生非光滑理論應(yīng)用于一臺單級離心泵,進行仿生減阻探索研究,主要研究內(nèi)容如下:對含有凹坑平板阻力系數(shù)進行數(shù)值計算,并與理論值進行了對比,驗證了數(shù)值計算方法的有效性和準確性;在此基礎(chǔ)上,通過分析離心泵光滑葉輪內(nèi)部的流場特性,并充分考慮離心泵的工作原理和結(jié)構(gòu)特征,基于仿生學(xué)設(shè)計準則對離心泵葉片表面進行非光滑單元的參數(shù)化設(shè)計,確定了葉輪表面非光滑單元為半球型凹坑陣列,且均勻布置在葉輪葉片出口處。將凹坑陣列的軸向間距和徑向間距作為主要的研究參數(shù),采用三維全流場數(shù)值模型計算葉輪壓力面含凹坑的離心泵性能變化;對比分析了不同參數(shù)下,凹坑區(qū)域附近的流場變化特征、葉輪減阻特性和受力變化;并在葉輪和蝸殼區(qū)域內(nèi)設(shè)置了壓力脈動監(jiān)測點,分析了非光滑單元設(shè)計參數(shù)對葉輪主要特征頻率壓力脈動幅值的影響規(guī)律。計算分析了在葉片吸力面布置凹坑單元...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

第1章緒論能夠減小湍流邊界層流動阻力。北京航空航天大學(xué)楊弘偉和高歌[30]對飛機翼型表面布置凹坑結(jié)構(gòu)，并且與光滑表面翼型所受空氣阻力對比，得出微小凹坑結(jié)構(gòu)能夠起到類似滾動軸承的作用，使得翼型所受阻力明顯降低。張成春[31]對旋成體非光滑表面流場控制減阻進行了研究，相關(guān)試驗和....

圖1.2第二渦群論示意圖出高度”論[36]基于粘性剪切應(yīng)力，認為縱向流的壁面附近流體速度較小的流體受表面溝槽的作用，使得法向速度梯度較低，如圖1.3所示。的高度被增加，相當于增加粘性底層的厚度，由于流體直接作用于壁，因而更有利于實現(xiàn)流動減阻。圖1.3突出高度論示意圖生....

哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文而使得壁面阻力得到降低。而且相關(guān)試驗[35]已經(jīng)證實了二次論示意如圖1.2所示。圖1.2第二渦群論示意圖度”論[36]基于粘性剪切應(yīng)力，認為縱向流的壁面附近流體速度流體受表面溝槽的作用，使得法向速度梯度較低，如圖1.3所高度被增加，相當于增加....

論計算只能適用于比較簡單的流體運并且精度較高的解析解；實驗方法雖然本較高。而利用計算機進行數(shù)值仿真模能有較為準確的模擬，并且進行重復(fù)性對于流體力學(xué)的研究，通常先采用數(shù)值證推斷，從而得出更加有說服力的結(jié)果凹坑面平板以及仿生凹坑葉輪的減阻計劃分方法進行凹坑面平板減阻計算，需要對凹坑面....

本文編號：4008135