本文關(guān)鍵詞：多級多出口離心泵的數(shù)值模擬及水力性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：多級離心泵是應(yīng)用面廣、使用量大的水泵產(chǎn)品，這種高揚(yáng)程的泵在油氣儲運(yùn)、冶金制造、熱能發(fā)電、民用高層給水方面發(fā)揮著重要的作用。而多級多出口離心泵具有不同出口有不同的揚(yáng)程的性質(zhì)，可以應(yīng)用于不同高度不同樓層的液體運(yùn)輸，達(dá)到一泵多用，大大降低了成本，受到廣大用戶的青睞。因此，開展該種多級泵的性能研究具有一定的理論價(jià)值和實(shí)際意義。 本課題選用廣東省佛山水泵廠有限公司的KDW65型四級三出口離心泵為研究對象，采用數(shù)值模擬計(jì)算與試驗(yàn)測試相結(jié)合的方法研究該泵的水力性能。 首先，對多級多出口離心泵進(jìn)行了試驗(yàn)研究，通過試驗(yàn)得到了泵的性能曲線，闡述了泵的外特性性能。其次，應(yīng)用Proe軟件對多級多出口離心泵整機(jī)流體域進(jìn)行實(shí)體三維建模，網(wǎng)格劃分軟件ICEM-CFD對其模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，ANSYS-CFX分別對不同工況不同出口設(shè)置下泵的流場進(jìn)行穩(wěn)態(tài)模擬計(jì)算，得到了泵內(nèi)流場的速度和壓力分布，繪制了泵的預(yù)測性能曲線，并用試驗(yàn)得到的結(jié)果來驗(yàn)證模擬計(jì)算的準(zhǔn)確性。再次，對泵內(nèi)流場進(jìn)行了非穩(wěn)態(tài)模擬計(jì)算，，分析了泵內(nèi)葉輪與導(dǎo)葉間的動靜干擾問題，模擬結(jié)果顯示了泵進(jìn)出口壓力在葉輪旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)的脈動規(guī)律和波動范圍。然后，由于多級多出口離心泵特殊的出口操作方式，還分析了泵工作出口下游段泵級的能量損耗，得到了這些泵級內(nèi)產(chǎn)生的效率損失。最后，對多級多出口離心泵的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。泵的總體性能受多種因素的影響，其中葉輪內(nèi)的流動狀況對泵的性能有很大影響，葉輪幾何參數(shù)分布是決定多級離心泵性能的主要因素。為了提高泵的性能，本課題主要對多級多出口離心泵的葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。通過以原模型模擬計(jì)算得到的結(jié)果作為基準(zhǔn)參照，改變?nèi)~輪單一參數(shù)尺寸，固定其他尺寸，基于CFD的分析篩選法得到該參數(shù)的最優(yōu)值，以此類推分別得到每個(gè)葉輪幾何參數(shù)對多級多出口泵性能的影響規(guī)律和該參數(shù)的最優(yōu)值，進(jìn)行每個(gè)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終得到葉輪的整體優(yōu)化方案。
【關(guān)鍵詞】：多級多出口離心泵 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 數(shù)值模擬 能量損失 優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH311
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 課題來源及研究意義11
• 1.2 多級多出口離心泵概述11-13
• 1.2.1 多級多出口離心泵結(jié)構(gòu)11-12
• 1.2.2 多級多出口離心泵的出口操作方式12
• 1.2.3 多級多出口離心泵工作原理12-13
• 1.2.4 多級多出口離心泵性能參數(shù)13
• 1.2.5 多級多出口離心泵特點(diǎn)13
• 1.3 多級離心泵發(fā)展和研究綜述13-17
• 1.3.1 多級離心泵國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.2 多級離心泵在油氣儲運(yùn)工程中的應(yīng)用15-17
• 1.3.3 發(fā)展趨勢和前景預(yù)測17
• 1.4 研究方法17
• 1.5 多級多出口離心泵數(shù)值解法介紹17-18
• 1.5.1 CFX 軟件介紹17
• 1.5.2 湍流數(shù)值模擬方法的基本介紹17-18
• 1.5.3 基于有限體積法的控制方程離散18
• 1.5.4 壓力和速度耦合18
• 1.6 研究目的18-19
• 1.7 研究內(nèi)容及基本工作19-20
• 1.8 本章小結(jié)20-21
• 第二章 多級多出口離心泵的現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)研究21-29
• 2.1 多級離心泵試驗(yàn)種類21
• 2.2 試驗(yàn)?zāi)康?/span>21
• 2.3 多級離心泵標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)條件21-22
• 2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)裝置21-22
• 2.3.2 試驗(yàn)條件22
• 2.4 多級多出口離心泵的實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)裝置22-28
• 2.4.1 流量23-24
• 2.4.2 揚(yáng)程24-26
• 2.4.3 軸功率26
• 2.4.4 效率26-28
• 2.4.5 轉(zhuǎn)速28
• 2.4.6 比轉(zhuǎn)速28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第三章 多級多出口離心泵計(jì)算幾何造型和網(wǎng)格劃分29-37
• 3.1 KDW65 型四級三出口離心泵結(jié)構(gòu)參數(shù)29
• 3.2 多級多出口離心泵泵內(nèi)流體域的三維建模29-34
• 3.2.1 吸入段內(nèi)流體域的三維建模29-30
• 3.2.2 葉輪內(nèi)流體域的三維建模30-32
• 3.2.3 導(dǎo)葉及吐出段內(nèi)流體域的三維建模32-34
• 3.2.4 多級多出口離心泵整機(jī)流體的三維實(shí)體組裝34
• 3.3 KDW65 型四級三出口離心泵流體域模型的網(wǎng)格劃分34-36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 第四章 多級多出口離心泵數(shù)值模擬37-66
• 4.1 計(jì)算中的泵工況及流體物性37
• 4.2 KDW65 型四級三出口離心泵泵內(nèi)流場的穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬37-49
• 4.2.1 邊界條件設(shè)置37
• 4.2.2 多級多出口離心泵的出口設(shè)置37
• 4.2.3 收斂的判斷標(biāo)準(zhǔn)37-39
• 4.2.4 泵內(nèi)流場速度壓力場分布39-49
• 4.3 性能預(yù)測與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較49-52
• 4.4 多級多出口離心泵的瞬態(tài)模擬計(jì)算52-59
• 4.4.1 概述52
• 4.4.2 計(jì)算結(jié)果分析52-59
• 4.5 多級多出口離心泵的能耗數(shù)值計(jì)算分析59-64
• 4.5.1 工作出口位于第三級時(shí)，卸除第四級后的能量損耗分析60-62
• 4.5.2. 工作出口位于第二級時(shí)，卸除第三、四級后的能量損耗分析62-64
• 4.6 本章小結(jié)64-66
• 第五章 多級多出口離心泵優(yōu)化設(shè)計(jì)66-79
• 5.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)方法介紹66-67
• 5.2 葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)67-75
• 5.2.1 葉片入口邊弧度68-69
• 5.2.2 葉片進(jìn)口沖角69-70
• 5.2.3 葉片出口角70-72
• 5.2.4 葉片包角72-73
• 5.2.5 葉片數(shù)73-75
• 5.3 葉輪綜合改進(jìn)設(shè)計(jì)75-78
• 5.4 本章小結(jié)78-79
• 結(jié)論與展望79-81
• 結(jié)論79-80
• 展望80-81
• 參考文獻(xiàn)81-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文86-87
• 致謝87-88
• 附件88

【參考文獻(xiàn)】

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10 郭鵬程,羅興

本文編號：300676