本文選題：螺旋離心泵 + 流動特性��； 參考：《蘭州理工大學》2012年碩士論文

【摘要】：螺旋離心泵葉片設計不當，不僅會影響葉輪的水動力特性，還會加劇工作介質(zhì)中固體顆粒對葉片的磨損，使得葉輪的壽命大大縮短，降低泵的效率及可靠性。本文根據(jù)螺旋離心泵流道內(nèi)流體運動特征，建立表述理想狀態(tài)下泵流道內(nèi)流體質(zhì)點運動軌跡的數(shù)學模型，將此數(shù)學模型作為葉輪型線模型，在MATLAB中解得葉輪輪緣、輪轂型線數(shù)據(jù)，型線數(shù)據(jù)導入PRO/E生成三維空間的葉輪輪緣、輪轂型線，以達到使用造型工具直接構(gòu)造葉輪目的。利用這種新方法繪制螺旋離心泵葉片，可避免傳統(tǒng)設計方法中手工作圖的繁雜和降低對經(jīng)驗的依賴性，提高計算機輔助設計在螺旋離心泵設計過程中應用程度。 為驗證該方法設計葉輪的可行性，對150X100LN-32型螺旋離心泵葉輪進行了實例設計，設計過程表明，本文方法較傳統(tǒng)設計方法更為簡潔、高效，極大降低了設計人員在設計螺旋離心泵過程中的工作強度。本文設計出了兩種葉片形狀相同但輪轂頭部分別為平頭型和半球型的兩種葉輪，為得到這兩種葉輪性能的區(qū)別以便進行螺旋離心泵的優(yōu)化，在清水介質(zhì)下，采用湍流雷諾方程、標準k-ε湍流模型，以FLUENT軟件為工具，對以這兩種葉輪為葉輪的螺旋離心泵模型A和螺旋離心泵模型B進行多個工況的數(shù)值計算，得到兩模型的外特性曲線，結(jié)果表明，在設計工況下，采用新方法設計的螺旋離心泵模型A、B效率分別比原型機效率高8.3%和9.28%，揚程分別比原型機高0.56m和0.36m。通過對螺旋離心泵模型A、B的數(shù)值模擬驗證了采用本文新方法設計螺旋離心泵具有可行性。 螺旋離心泵工作在固液兩相流介質(zhì)下，，為得到更為接近真實工作狀態(tài)下的螺旋離心泵外特性曲線，對模型B進行了固液兩相流介質(zhì)下的數(shù)值模擬。模擬結(jié)果表明，固液兩相流介質(zhì)下，模型B的揚程、效率總體比清水介質(zhì)環(huán)境下略有下降，功率曲線則整體高于清水介質(zhì)下功率曲線，分析認為這是由于固液兩相流介質(zhì)中固體介質(zhì)使泵流道內(nèi)流體密度增加及固體介質(zhì)對流道流場的影響導致水力損失增加造成的。
[Abstract]:The improper design of the blade of the screw centrifugal pump will not only affect the hydrodynamic characteristics of the impeller, but also aggravate the wear of the blade caused by the solid particles in the working medium, shorten the life of the impeller and reduce the efficiency and reliability of the pump. According to the characteristics of fluid movement in the channel of spiral centrifugal pump, a mathematical model is established to describe the trajectory of fluid particle movement in the ideal state of the pump passage. The mathematical model is used as the impeller profile model, and the impeller flange is solved in MATLAB. The hub profile data is imported into PRO/E to generate three dimensional impeller flange and hub profile so as to use modeling tools to construct impeller directly. Using this new method to draw the blade of spiral centrifugal pump can avoid the complexity of manual drawing and reduce the dependence on experience in the traditional design method, and improve the degree of application of computer aided design in the design process of spiral centrifugal pump. In order to verify the feasibility of designing impeller with this method, the impeller of 150X100LN-32 type spiral centrifugal pump is designed with an example. The design process shows that the method in this paper is simpler and more efficient than the traditional design method. This greatly reduces the working intensity of the designer in the process of designing the screw centrifugal pump. In this paper, two kinds of impellers with the same blade shape but a flat head and a hemispherical head are designed. In order to obtain the difference of the performance of the two impellers in order to optimize the screw centrifugal pump, the turbulent Reynolds equation is used in the clear water medium. The standard k- 蔚 turbulence model, using FLUENT software as a tool, has been numerically calculated for the spiral centrifugal pump model A and the spiral centrifugal pump model B with these two impellers as impellers. The external characteristic curves of the two models are obtained. Under the design conditions, the efficiency of the spiral centrifugal pump designed by the new method is 8.3% and 9.28% higher than that of the prototype, and the lift is 0.56 m and 0.36 m higher than that of the prototype, respectively. The feasibility of designing spiral centrifugal pump with the new method is verified by numerical simulation of helical centrifugal pump model AZB. In order to obtain the external characteristic curve of spiral centrifugal pump working in solid-liquid two-phase flow medium, the numerical simulation of model B in solid-liquid two-phase flow medium was carried out in order to obtain the external characteristic curve of spiral centrifugal pump. The simulation results show that the overall efficiency of model B in solid-liquid two-phase flow medium is slightly lower than that in clear water medium, and the power curve is higher than that in clear water medium. It is considered that this is due to the increase of the fluid density in the pump channel caused by the solid medium in the solid-liquid two-phase flow medium and the increase of the hydraulic loss caused by the influence of the solid medium on the flow field of the channel.
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TH311

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本文編號：1825986