低比轉(zhuǎn)速離心泵在工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用。由于低比轉(zhuǎn)速離心泵效率較低,H-Q性能曲線不穩(wěn)定,長期以來,研究泵內(nèi)液體的流動(dòng)規(guī)律,以期提高低比轉(zhuǎn)速離心泵效率、增加H-Q性能曲線的穩(wěn)定性,一直是流體機(jī)械研究者關(guān)注的課題。 低比轉(zhuǎn)速離心泵之所以效率低下主要原因有:(1)圓盤摩擦損失較大;(2)由于相對(duì)流動(dòng)擴(kuò)散度大,葉輪內(nèi)易發(fā)生邊界層分離。為得到能夠使葉輪流道內(nèi)液體(即邊界層)不發(fā)生分離的葉片型線方程,本文提出了一種將湍流邊界層理論應(yīng)用于圓柱形葉片型線的設(shè)計(jì)方法。該方法以N-S方程為基礎(chǔ),給出了雷諾方程,在邊界層內(nèi)對(duì)其進(jìn)行量級(jí)比較,得到邊界層動(dòng)量微分方程;對(duì)其積分,得到邊界層動(dòng)量積分方程;通過變換的動(dòng)量積分方程,求得了損失厚度近似解的表達(dá)式。分析了葉片邊界層內(nèi)的速度分布規(guī)律,運(yùn)用尾流律推導(dǎo)出各種邊界層厚度的表達(dá)式,作為求解邊界層厚度的輔助關(guān)系式;運(yùn)用了結(jié)合湍流邊界層厚度系數(shù)κ_v和動(dòng)量損失厚度δ_2由無離心流動(dòng)計(jì)算逐漸逼近離心流動(dòng)來求解動(dòng)量損失厚度的計(jì)算方法,它是進(jìn)一步判定邊界層分離的基礎(chǔ)。依據(jù)對(duì)主流區(qū)速度場的分析,給出了含有速度系數(shù)的離心泵葉片型線參數(shù)方程:并分析了速度系數(shù)邊界層分離和理論揚(yáng)程的關(guān)系。最后,分析了上述理論在葉片設(shè)計(jì)中應(yīng)用的計(jì)算過程。 通過對(duì)上述方法的研究,取得以下結(jié)論:在進(jìn)行葉片設(shè)計(jì)時(shí),既要考慮葉輪參數(shù)的情況,又考慮葉片表面中間的流動(dòng)狀態(tài);葉片型線的設(shè)計(jì),其整體水平是特別重要的,尤其是結(jié)合葉片的沿程變化規(guī)律來探索出入口參數(shù)的方法更顯得有意義。
【學(xué)位單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2005
【中圖分類】：TH311
【文章目錄】：
目錄
第一章 緒論
    1.1 低比轉(zhuǎn)速離心泵葉片型線設(shè)計(jì)方法研究現(xiàn)狀
    1.2 本課題研究的目的和意義
    1.3 本課題研究的主要內(nèi)容
第二章 葉片邊界層方程及近似解的表達(dá)式
    2.1 概論
    2.2 二維葉片邊界層微分方程的建立
        2.2.1 葉片運(yùn)動(dòng)方程在正交曲線坐標(biāo)系應(yīng)用
        2.2.2 葉片邊界層微分方程的確立
        2.2.3 邊界條件的確定
    2.3 邊界層動(dòng)量積分方程
    2.4 邊界層動(dòng)量積分方程的近似解表達(dá)式
    2.5 邊界層方程用極坐標(biāo)變換的基本公式
第三章 葉片邊界層速度分布及動(dòng)量積分方程的近似解法
    3.1 湍流邊界層的特性
    3.2 湍流邊界層的速度分布
        3.2.1 速度分布普遍定律
        3.2.2 湍流區(qū)的對(duì)數(shù)定律
        3.2.3 內(nèi)層的壁面律
        3.2.4 外層的速度分布及尾流定律
    3.3 邊界層動(dòng)量厚度的有限次逼近
    3.4 離心泵邊界層分離理論
第四章 低比轉(zhuǎn)速離心泵葉片型線方程
    4.1 葉片型線方程
        4.1.1 主流區(qū)流體速度分析
        4.1.2 葉片型線的參數(shù)方程的建立
    4.2 速度系數(shù)的分析
        4.2.1 速度系數(shù)與邊界層分離的關(guān)系
        4.2.2 速度系數(shù)泵與理論揚(yáng)程的關(guān)系
        4.2.3 速度系數(shù)分析結(jié)論
第5章 邊界層理論在葉輪設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
    5.1 概述
    5.2 葉輪參數(shù)的確定
    5.3 確定葉片型線的計(jì)算過程
        5.3.1 邊界層外邊界的速度及其求導(dǎo)
        5.3.2 邊界層不分離條件的校核
        5.3.3 低比轉(zhuǎn)速離心泵理論揚(yáng)程分析
        5.3.4 速度系數(shù)分析
        5.3.5 葉片型線的確定
第6章 結(jié)論
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝
參考文獻(xiàn)

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 朱玉才,梁冰,張永利,薛強(qiáng),蘇榮華;離心泵無分離條件下葉片型線方程研究[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2003年03期

2 張蓉生;圓柱形葉片的圓錐曲線法構(gòu)型[J];流體機(jī)械;1994年01期

3 張蓉生;泵圓錐曲線型線的雙圓弧逼近繪型[J];流體機(jī)械;1994年03期

4 嚴(yán)敬;漸開線圓柱形葉片的計(jì)算與研究[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2003年05期

5 董志豪,錢志峰;三種圓柱形葉片型線方程比較[J];排灌機(jī)械;1998年01期

6 嚴(yán)敬,楊小林;低比轉(zhuǎn)速泵葉輪水力設(shè)計(jì)方法綜述[J];排灌機(jī)械;2003年03期

7 嚴(yán)利,康磊,楊攀;UG技術(shù)在低比轉(zhuǎn)速葉片設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J];四川工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);2004年02期

8 黃壅強(qiáng),陳偉,張慶祥,唐錫忠,黃軍友,王劍,巫建波,姜漫;低比轉(zhuǎn)速磁力泵水力部件的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];通用機(jī)械;2004年08期

本文編號(hào)：2841032