軸流泵內(nèi)部流場數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究

發(fā)布時(shí)間：2020-07-12 03:35

【摘要】： 軸流泵廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域，提高軸流泵的研究和設(shè)計(jì)水平，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及節(jié)約能源將產(chǎn)生重要的影響。要提高軸流泵效率，擴(kuò)大其工況范圍及提高其可靠性，必須對泵內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行深入的研究。由于軸流泵內(nèi)部流動(dòng)的復(fù)雜性，目前對軸流泵的實(shí)驗(yàn)研究以及數(shù)值模擬對比分析較少，不能滿足高性能軸流泵設(shè)計(jì)的需要。因此，有必要通過對軸流泵內(nèi)部流動(dòng)數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究，掌握其內(nèi)部真實(shí)流動(dòng)規(guī)律，從而為該形式泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)及性能改進(jìn)提供理論依據(jù)。本文基于上述考慮，對軸流泵葉輪和導(dǎo)葉水力設(shè)計(jì)、三維造型、內(nèi)部流場數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測量展開了較廣泛的研究。本文的主要研究工作及取得的成果如下： 1、簡要總結(jié)了國內(nèi)外軸流泵研究現(xiàn)狀并進(jìn)行綜合分析，闡述了軸流泵水力設(shè)計(jì)的基本理論，分別運(yùn)用升力法和流線法設(shè)計(jì)模型軸流泵葉輪和導(dǎo)葉； 2、通過三維造型軟件PRO／E完成了模型軸流泵的三維造型，應(yīng)用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)前處理工具GAMBIT對其內(nèi)部流動(dòng)區(qū)域進(jìn)行非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分； 3、在流場求解的過程中，本文采用基于雷諾時(shí)均方程和κ—ε雙方程的湍流模型，對N-S方程用有限體積法進(jìn)行離散，速度求解時(shí)采用二階中心差分，壓力與速度耦合求解采用SIMPLEC算法，分三種工況對軸流泵內(nèi)部流場進(jìn)行數(shù)值模擬；為能與實(shí)測結(jié)果相比較，通過劃分軸面及軸截面的方法，對實(shí)驗(yàn)研究中各測點(diǎn)精確定位計(jì)算； 4、改進(jìn)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)，對有導(dǎo)葉和無導(dǎo)葉兩種情況下軸流泵外特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用五孔球形探針測量該模型泵葉輪及導(dǎo)葉進(jìn)出口各空間點(diǎn)的流體流動(dòng)參數(shù)，作出了各相關(guān)部位的速度、壓力分布曲線； 5、分析、處理所獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，和數(shù)值計(jì)算結(jié)果相比較，得出葉輪出口流場呈螺旋形向外運(yùn)動(dòng)趨勢、導(dǎo)葉對葉輪性能影響較小等結(jié)論，為以后軸流泵的設(shè)計(jì)及研究工作提供參考。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TH312
【圖文】：

結(jié)構(gòu)圖,模型泵,結(jié)構(gòu)圖

為保證五孔球形探針的順利測量，凸臺上的鉆孔為臺階孔，外面的螺紋孔為 M12xl·25，里面的通孔為班。。模型泵采用臥式結(jié)構(gòu)(如圖2.5)，其主要形式為:泵的前軸承使用青銅制造的導(dǎo)軸承，后軸承選用雙列角接觸球軸承;由于該模型泵揚(yáng)程不高，密封采用三個(gè)骨架油封串聯(lián)的形式。本文設(shè)計(jì)的模型泵在實(shí)驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)中，振動(dòng)較小，無泄漏，探針測量方便，達(dá)到了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)目的。翌翌翌 {{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{--- !!!!!……虎娜油公腸八八當(dāng)當(dāng) 當(dāng) }}}}}} }}}}}一一一一一一.冷 .}}}}… …，，寸!一一一中一一一一一一一一一一 :::::::::::::::::::::

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