本文關鍵詞：離心泵的內(nèi)部三維流場數(shù)值模擬研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：利用商用CFD軟件來解決工程流動中的實際問題已是計算流體動力學的發(fā)展趨勢,與此同時,也極大地推動了數(shù)值模擬的飛快發(fā)展。離心泵的內(nèi)部流場流動非常復雜,對其內(nèi)部湍流流動進行數(shù)值模擬不但能夠了解和掌握其內(nèi)部復雜的流動規(guī)律,還可以對離心泵的結構優(yōu)化以及水力性能的改善起到指導作用,具有非常重要的現(xiàn)實意義,并可代替大量的實驗,節(jié)省了大量的人力物力。 目前,專門針對離心泵的內(nèi)部流場數(shù)值模擬研究還處于起步階段,至于離心泵整機內(nèi)部全流場的數(shù)值模擬更是少之又少。鑒于這種現(xiàn)狀,本文利用專業(yè)數(shù)值模擬軟件FLUENT對離心泵整機全流場進行了三維湍流數(shù)值模擬,對其計算結果進行了分析和研究,探索其內(nèi)部流動規(guī)律,并預測了離心泵的性能,最后將計算結果與實驗結果進行了對比。主要做了以下幾個方面的工作： (1)綜述了離心泵內(nèi)部流場研究的發(fā)展歷史,詳細介紹了計算流體力學的基本理論和方法,包括控制方程、湍流模型、網(wǎng)格生成技術以及邊界條件。 (2)本文以型號為MY56-50的離心泵為研究對象,對其整機流場進行了數(shù)值模擬計算。利用三維造型軟件PRO/E對離心泵內(nèi)各部件進行三維造型,然后將整機模型導入到網(wǎng)格劃分軟件GAMBIT中對其進行網(wǎng)格劃分,最后利用FLUENT軟件進行數(shù)值計算,得到了不同工況下的速度分布和壓力分布。通過對計算結果綜合的比較分析,揭示了離心泵內(nèi)部的流動規(guī)律。 (3)分析了流體密度對離心泵性能的影響。利用FLUENT軟件計算了五種不同密度流體介質(zhì)的離心泵的流場分布,由數(shù)值模擬計算結果分析得出離心泵內(nèi)部三維流場是與流體介質(zhì)密度無關的。 (4)基于FLUENT數(shù)值模擬軟件,選用標準k-ε湍流模型對三種不同蝸舌形狀的離心泵內(nèi)流場進行數(shù)值模擬。通過數(shù)值計算結果分析表明,采用拉伸法蝸舌和矩形法蝸舌是可以代替補面法蝸舌來模擬實際蝸舌結構的,但拉伸法蝸舌優(yōu)于矩形法蝸舌。
【關鍵詞】：離心泵 計算流體動力學 數(shù)值模擬 密度 蝸舌
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH311
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 離心泵概述12-13
• 1.2 離心泵內(nèi)部流場研究13-17
• 1.3 本文研究目的及意義17
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容17-18
• 1.5 本章小結18-20
• 第二章 CFD基本理論介紹20-34
• 2.1 流體動力學控制方程21-25
• 2.1.1 質(zhì)量守恒方程21-22
• 2.1.2 動量守恒方程22-24
• 2.1.3 能量守恒方程24
• 2.1.4 控制方程的通用形式24-25
• 2.2 湍流數(shù)值模擬理論25-30
• 2.2.1 湍流數(shù)值模擬方法25-30
• 2.3 控制方程的離散30-32
• 2.3.1 離散化方法介紹30-31
• 2.3.2 有限體積法31
• 2.3.3 常用的離散格式31-32
• 2.4 流場數(shù)值計算的主要方法32-33
• 2.5 本章小結33-34
• 第三章 離心泵的三維實體建模34-44
• 3.1 葉輪的三維模型建造34-39
• 3.1.1 葉輪水力模型圖和主要設計參數(shù)34-35
• 3.1.2 流道實體建模35-39
• 3.2 蝸殼實體建模39-41
• 3.2.1 蝸殼水力模型圖及主要設計參數(shù)39-40
• 3.2.2 蝸殼流道三維模型建造過程40-41
• 3.3 離心泵整機流道三維實體模型41-42
• 3.4 本章小結42-44
• 第四章 離心泵整機流道三維實體模型的網(wǎng)格生成44-50
• 4.1 網(wǎng)格生成方法44
• 4.2 網(wǎng)格生成軟件GAMBIT介紹44-45
• 4.3 網(wǎng)格的劃分45-47
• 4.3.1 網(wǎng)格的生成45-46
• 4.3.2 邊界條件設置46-47
• 4.4 本章小結47-50
• 第五章 離心泵整機流場模擬計算50-70
• 5.1 FLUENT軟件介紹50-51
• 5.2 轉(zhuǎn)子和靜子的耦合模型51
• 5.3 數(shù)值模擬步驟51-56
• 5.3.1 網(wǎng)格的相關操作51-52
• 5.3.2 求解器設置52
• 5.3.3 設置計算模型52
• 5.3.4 設置運行環(huán)境52
• 5.3.5 轉(zhuǎn)速單位的設置52
• 5.3.6 材料定義52
• 5.3.7 邊界條件設置52-55
• 5.3.8 設置求解參數(shù)55
• 5.3.9 初始化流場和監(jiān)視殘差55
• 5.3.10 質(zhì)量流量平衡的檢查55-56
• 5.4 計算模擬結果的分析56-65
• 5.4.1 整機流場數(shù)值模擬結果分析56-58
• 5.4.2 葉輪內(nèi)流場數(shù)值模擬結果分析58-63
• 5.4.3 蝸殼內(nèi)流場數(shù)值模擬結果分析63-65
• 5.5 不同工況下的離心泵數(shù)值計算分析65-67
• 5.6 揚程和水力效率參數(shù)計算67-69
• 5.6.1 各性能參數(shù)計算公式67-68
• 5.6.2 預測曲線與實驗曲線的對比分析68-69
• 5.7 本章小結69-70
• 第六章 不同密度流體對離心泵性能的影響70-78
• 6.1 數(shù)值分析70-74
• 6.1.1 數(shù)值模擬計算70-71
• 6.1.2 結果分析71-74
• 6.2 性能分析74-76
• 6.3 結論76
• 6.4 本章小結76-78
• 第七章 蝸舌形狀對離心泵性能數(shù)值模擬的影響78-84
• 7.1 研究方案78-79
• 7.2 數(shù)值模擬研究79-82
• 7.2.1 模型建立與網(wǎng)格劃分79
• 7.2.2 內(nèi)部流場對比分析79-81
• 7.2.3 性能分析81-82
• 7.3 結論82
• 7.4 本章小結82-84
• 第八章 全文總結與工作展望84-86
• 8.1 全文總結84-85
• 8.2 工作展望85-86
• 參考文獻86-90
• 致謝90-92
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄92

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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  本文關鍵詞：離心泵的內(nèi)部三維流場數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：293514