本文關(guān)鍵詞：自吸離心泵內(nèi)氣液兩相流計算及性能實驗研究

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【摘要】：自吸泵屬于特殊離心泵。它只需要在首次啟動前向泵內(nèi)注入一定量的水，以后再次啟動時則不需要灌泵。自吸泵以其特有的性能，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、消防、石油化工、電力、食品等部門。尤其近年來在油氣儲運工程中，取得了非常廣泛的應(yīng)用。 近年來，隨著計算流體力學(CFD)的廣泛應(yīng)用以及計算機硬件水平的提高，很多學者都對自吸泵內(nèi)部氣液兩相流的數(shù)值模擬做了相關(guān)研究，在一定程度上了解了自吸泵內(nèi)的流動狀態(tài)和水力性能。但這些研究也存在一些問題：這些模擬計算基本上是采用自吸泵入口含氣率按某個固定值作為邊界條件的處理辦法。但現(xiàn)實中自吸泵啟動前，一部分吸入管路充滿氣體。泵啟動后在一段很短的時間內(nèi)，泵入口的含氣率隨時間和空間的變化都非常顯著，所以上述的模擬計算與實際情況會有較大偏差。因此本文將采用理論分析結(jié)合泵內(nèi)流場的定常與非定常數(shù)值模擬以及模型泵的實驗等手段，對立式自吸離心泵內(nèi)部流場以及自吸過程進行分析研究。本文將主要進行如下工作： (1)通過廣泛查閱國內(nèi)外相關(guān)資料，對自吸泵的研究發(fā)展現(xiàn)狀以及國內(nèi)外的研究成果做以總結(jié)。并介紹自吸泵的基本工作原理、結(jié)構(gòu)、自吸性能的影響因素。還要對自吸離心泵主要過流部件進行水力設(shè)計。 (2)對立式自吸離心泵的模型泵首先進行性能試驗。要測量在不同流量工況下，，模型泵的揚程、效率及功率的性能曲線。然后通過實驗得到模型泵的外特性曲線。 (3)應(yīng)用Pro/ENGINEER對泵內(nèi)流體的流動域進行三維造型，再利用ANSYS提供的ICEM軟件進行網(wǎng)格劃分。 (4)應(yīng)用CFX軟件對泵內(nèi)單液相流場進行定常數(shù)值模擬。研究流場的壓力和流速分布規(guī)律以及外特性變化特征，并要得到自吸離心泵的性能曲線的預(yù)測值。再將實驗得到的性能曲線與預(yù)測的性能曲線進行對比，以驗證數(shù)值模擬的可靠性。 (5)利用CFX軟件對泵內(nèi)氣液兩相流進行非定常數(shù)值模擬，研究在泵的自吸過程中，泵內(nèi)氣液兩相流的含氣率、壓力和流量的分布規(guī)律及流動特征。對葉輪入口、泵出口、蝸殼出口及蝸殼孔口處的相關(guān)參數(shù)進行了監(jiān)測，并將結(jié)果進行對比分析，最后根據(jù)泵出口的氣相流量，給出了估算自吸泵自吸時間的方法。此外，還研究擋板結(jié)構(gòu)對自吸泵的特殊作用。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH311

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本文編號：1257888