由于受到運(yùn)行條件的限制,離心泵常在非設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行,特別是核電用泵及艦船用泵常在多個(gè)工況下運(yùn)行,而現(xiàn)有的單點(diǎn)水力設(shè)計(jì)方法僅滿足設(shè)計(jì)工況的性能要求,非設(shè)計(jì)工況的性能在設(shè)計(jì)時(shí)則不夠重視。因此,在單點(diǎn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上同時(shí)滿足非設(shè)計(jì)工況性能的離心泵多工況水力優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)是亟待解決的難題之一,這對(duì)提高離心泵的多個(gè)工況點(diǎn)加權(quán)平均效率、擴(kuò)大高效區(qū)范圍、改善內(nèi)部不穩(wěn)定流動(dòng)具有十分重要的學(xué)術(shù)意義和實(shí)用價(jià)值。本文在國(guó)家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目（50825902）和江蘇省科技成果轉(zhuǎn)化專項(xiàng)資金項(xiàng)目（BA2010155）的資助下,針對(duì)離心泵多工況水力設(shè)計(jì)及優(yōu)化問(wèn)題,在理論分析、數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上提出了一種離心泵多工況水力設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法。本文的主要工作和創(chuàng)造性成果有：1.基于泵內(nèi)各項(xiàng)損失得到了離心泵全工況能量性能計(jì)算模型,不僅能對(duì)離心泵進(jìn)行多工況水力設(shè)計(jì),還可以對(duì)已有的離心泵進(jìn)行多工況水力優(yōu)化設(shè)計(jì)。選取了6臺(tái)不同比轉(zhuǎn)數(shù)的離心泵進(jìn)行性能計(jì)算,并與試驗(yàn)值進(jìn)行比較。結(jié)果表明揚(yáng)程和效率計(jì)算誤差均在5%以內(nèi),能夠滿足多工況水力設(shè)計(jì)的要求。提出了一種損失系數(shù)修正方法,以提高多工況水力優(yōu)化設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。采用Pointer優(yōu)化算... 

【文章來(lái)源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：162 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題的研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 離心泵水力優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 離心泵能量性能計(jì)算的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 離心泵內(nèi)流PIV測(cè)量的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 離心泵全流量范圍的能量性能計(jì)算模型
    2.1 離心泵能量性能計(jì)算模型
        2.1.1 理論揚(yáng)程
        2.1.2 水力損失模型
        2.1.3 實(shí)際揚(yáng)程
        2.1.4 容積損失
        2.1.5 機(jī)械損失
        2.1.6 總效率
    2.2 模型驗(yàn)證
    2.3 系數(shù)修正
        2.3.1 系數(shù)修正模型
        2.3.2 優(yōu)化算法
        2.3.3 修正步驟
        2.3.5 試驗(yàn)驗(yàn)證
    2.4 本章小結(jié)
第三章 離心泵多工況水力性能優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
    3.1 多工況水力性能優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
    3.2 多工況水力性能優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
        3.2.1 設(shè)計(jì)變量
        3.2.2 約束條件和目標(biāo)函數(shù)
        3.2.3 數(shù)學(xué)模型
        3.2.4 多目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)方法
    3.3 優(yōu)化算法
    3.4 優(yōu)化平臺(tái)
    3.5 能量性能計(jì)算程序的開(kāi)發(fā)
    3.6 設(shè)計(jì)實(shí)例
        3.6.1 參數(shù)設(shè)置
        3.6.2 權(quán)重因子確定
        3.6.3 優(yōu)化結(jié)果
        3.6.4 CFD驗(yàn)證
    3.7 本章小結(jié)
第四章 離心泵葉輪軸面圖多工況自動(dòng)CFD優(yōu)化方法
    4.1 控制參數(shù)
    4.2 優(yōu)化理論及方法
        4.2.1 優(yōu)化模型
        4.2.2 各目標(biāo)權(quán)重因子的確定
        4.2.3 最優(yōu)拉丁方試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法
        4.2.4 優(yōu)化方法
    4.3 Isight集成各軟件的關(guān)鍵技術(shù)
        4.3.1 集成Pro/E軟件
        4.3.2 集成Gambit軟件
        4.3.3 集成Fluent軟件
        4.3.4 集成計(jì)算器
    4.4 運(yùn)行實(shí)例
        4.4.1 單工況優(yōu)化
        4.4.2 3個(gè)工況點(diǎn)優(yōu)化
        4.4.3 控制參數(shù)與性能之間的關(guān)系
    4.5 本章小結(jié)
第五章 離心泵多工況水力設(shè)計(jì)和優(yōu)化方法的應(yīng)用
    5.1 離心泵多工況水力設(shè)計(jì)和優(yōu)化方法
    5.2 導(dǎo)葉式離心泵多工況水力設(shè)計(jì)
        5.2.1 性能要求
        5.2.2 單工況水力設(shè)計(jì)
        5.2.3 多工況水力設(shè)計(jì)
        5.2.4 葉輪軸面圖的水力優(yōu)化
        5.2.5 外特性試驗(yàn)
    5.3 雙葉片離心泵多工況水力優(yōu)化設(shè)計(jì)
        5.3.1 水力模型
        5.3.2 葉輪關(guān)鍵幾何參數(shù)的多工況水力優(yōu)化
        5.3.3 葉輪軸面圖的多工況水力優(yōu)化
        5.3.4 外特性試驗(yàn)驗(yàn)證
    5.4 本章小結(jié)
第六章 基于多工況設(shè)計(jì)的離心泵內(nèi)流PIV測(cè)量
    6.1 PIV測(cè)試技術(shù)
        6.1.1 PIV基本原理
        6.1.2 PIV系統(tǒng)
        6.1.3 PIV測(cè)量遵循的準(zhǔn)則
    6.2 導(dǎo)葉式離心泵內(nèi)部流動(dòng)的PIV測(cè)量
        6.2.1 試驗(yàn)臺(tái)及PIV系統(tǒng)
        6.2.2 試驗(yàn)方案
        6.2.3 試驗(yàn)步驟
        6.2.4 離心泵PIV測(cè)量速度處理軟件的開(kāi)發(fā)
        6.2.5 測(cè)量結(jié)果與分析
    6.3 葉片離心泵內(nèi)部流動(dòng)的PIV測(cè)量
        6.3.1 試驗(yàn)裝置
        6.3.2 試驗(yàn)方案
        6.3.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析
    6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 研究總結(jié)
    7.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
作者在攻讀博士學(xué)位期間取得的科研成果
致謝



本文編號(hào)：3156268