本文關(guān)鍵詞：低比轉(zhuǎn)速離心泵圓盤損失計算的探討及內(nèi)部流動特征的數(shù)值分析　出處：《蘭州理工大學(xué)》2012年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：近幾年來，隨著計算機硬件水平的不斷提高，CFD技術(shù)在泵的計算及優(yōu)化設(shè)計中得到了廣泛的應(yīng)用，但是對于低比轉(zhuǎn)速離心泵而言，如果計算域不包含泵的前后泵腔和密封口環(huán)間隙，則忽略了圓盤摩擦損失而使計算結(jié)果誤差較大，使得CFD技術(shù)無法準(zhǔn)確預(yù)測其性能。 本文以一臺低比轉(zhuǎn)速的離心泵作為研究對象，，建立了兩種計算域模型，一種由葉輪通道和渦室組成，另一種由葉輪通道、渦室、前后泵腔和密封口環(huán)組成，使用CFD計算方法計算了兩種計算域在0.2Q_(opt)、0.3Q_(opt)、0.5Q_(opt)、0.7Q_(opt)、Q_(opt)、1.1Q_(opt)、1.2Q_(opt)七個工況值，通過數(shù)值計算與試驗之間的對比表明，當(dāng)計算域包含前后泵腔和口環(huán)間隙時，預(yù)測的性能曲線與試驗曲線吻合較好；當(dāng)計算域不包含前后泵腔和口環(huán)時，預(yù)測的軸功率和效率曲線與試驗曲線吻合較差。 經(jīng)分析研究發(fā)現(xiàn)，對于低比轉(zhuǎn)速離心泵而言，可以使用圓盤摩擦損失公式對全流場計算域的軸功率和效率進(jìn)行修正。通過與廣泛使用的圓盤摩擦損失公式相比，分別計算泵的前后腔體的圓盤摩擦損失和口環(huán)泄漏量推導(dǎo)得到的圓盤摩擦損失公式，能更準(zhǔn)確的預(yù)測圓盤摩擦損失值。 文中使用RNG k-ε模型和LES方法對低比轉(zhuǎn)速離心泵進(jìn)行了全流道整機非定常數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)LES方法能較準(zhǔn)確的預(yù)測低比轉(zhuǎn)速離心泵軸功率和效率曲線，但是當(dāng)流量小于設(shè)計流量時，兩種數(shù)值模擬方法預(yù)測的揚程預(yù)測值比試驗值小且誤差都較大；通過比較葉輪通道進(jìn)出口速度圖，發(fā)現(xiàn)具體某一點的瞬態(tài)速度值兩模型計算結(jié)果相差較大，研究發(fā)現(xiàn)靠近隔舌部位的葉輪出口處液體流動較紊亂而且壓力脈動比較明顯；大渦模擬方法不僅可以預(yù)測出脈動和沖擊、漩渦等現(xiàn)象，還能較準(zhǔn)確的捕捉葉片附近液體流動的連續(xù)性；討論了網(wǎng)格數(shù)對LES模型的計算結(jié)果影響，結(jié)果表明：網(wǎng)格劃分的越密，葉輪流道和蝸殼內(nèi)分離渦越明顯，而且流動狀態(tài)越符合實際情況，隔舌點處的壓力脈動的幅值變化越大，可以認(rèn)為小網(wǎng)格數(shù)要比大網(wǎng)格數(shù)缺失很多信息。
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【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TH311

【引證文獻(xiàn)】

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1 千勃興;離心泵葉輪葉片的有限元分析及優(yōu)化[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2013年

本文編號：1352475