不同起始直徑分流葉片離心泵的數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究
本文關(guān)鍵詞:不同起始直徑分流葉片離心泵的數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:離心泵是一種應(yīng)用廣泛的通用機(jī)械,對(duì)各個(gè)行業(yè)的發(fā)展有著重要的作用。而離心葉輪作為離心泵的關(guān)鍵過(guò)流部件,其作用是對(duì)流體做功從而提高液體的動(dòng)壓能和靜壓能,因此其結(jié)構(gòu)對(duì)離心泵的內(nèi)部的流場(chǎng)和性能有著至關(guān)重要的作用。為了探究分流葉片起始直徑對(duì)離心泵內(nèi)部流動(dòng)特性的影響,本文采用N-S方程和標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型對(duì)具有不同起始直徑分流葉片的低比轉(zhuǎn)速離心泵進(jìn)行了定常與非定常的數(shù)值模擬,重點(diǎn)研究了在蝸殼周向及斷面壓力脈動(dòng)的變化情況,并對(duì)模型泵進(jìn)行了外特性與壓力脈動(dòng)試驗(yàn)。論文主要研究?jī)?nèi)容如下: (1)利用三維造型軟件Pro/E對(duì)三組具有不同起始直徑(49mm、60mm和84mm)分流葉片葉輪的低比轉(zhuǎn)速離心泵進(jìn)行三維實(shí)體造型,通過(guò)Gambit對(duì)整機(jī)進(jìn)行網(wǎng)格劃分和邊界條件的定義,然后利用FLUENT對(duì)其內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬。 (2)為了研究不同分流葉片起始直徑對(duì)離心泵性能的影響,分別對(duì)三臺(tái)模型泵進(jìn)行了定常數(shù)值模擬來(lái)預(yù)測(cè)其外特性性能;在設(shè)計(jì)工況點(diǎn),基于滑移網(wǎng)格模型(Sliding MovingMesh)對(duì)三臺(tái)離心泵進(jìn)行非定常數(shù)值模擬,并對(duì)蝸殼壁面及斷面設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行壓力脈動(dòng)的監(jiān)測(cè)。 (3)通過(guò)對(duì)不同時(shí)刻下蝸殼壁面及斷面壓力的分析,獲得沿蝸殼周向及徑向斷面的各監(jiān)測(cè)點(diǎn)壓力脈動(dòng)情況。基于快速傅里葉變換(FFT)對(duì)其進(jìn)行頻域分析,得到了其頻域分布,分析了不同起始直徑分流葉片對(duì)離心泵內(nèi)部壓力脈動(dòng)的影響。 (4)對(duì)分流葉片起始直徑分別為84mm,60mm以及49mm的離心泵在轉(zhuǎn)速2900rpm進(jìn)行外特性試驗(yàn),得到了H-Q、η-Q外特性曲線,同時(shí)還對(duì)模型泵進(jìn)行壓力脈動(dòng)試驗(yàn),通過(guò)分析蝸殼周向壓力脈動(dòng)來(lái)揭示其內(nèi)部流場(chǎng)流動(dòng)規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】:低比轉(zhuǎn)速 分流葉片起始直徑 數(shù)值模擬 壓力脈動(dòng)
【學(xué)位授予單位】:浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號(hào)】:TH311
【目錄】:
- 摘要5-6
- Abstract6-8
- 目錄8-10
- 第一章 緒論10-18
- 1.1 課題的來(lái)源及意義10-11
- 1.2 離心泵內(nèi)部非定常流動(dòng)研究現(xiàn)狀11-17
- 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀11-14
- 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀14-17
- 1.2.3 小結(jié)17
- 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容17-18
- 第二章 模型泵的建立及數(shù)值計(jì)算方法18-26
- 2.1 離心泵的幾何參數(shù)及三維模型18-20
- 2.2 網(wǎng)格劃分20-21
- 2.3 邊界條件設(shè)置21-23
- 2.4 數(shù)學(xué)模型23-24
- 2.4.1 控制方程23-24
- 2.4.2 標(biāo)準(zhǔn) k-ε湍流模型24
- 2.5 本章小結(jié)24-26
- 第三章 不同起始直徑的分流葉片離心泵的數(shù)值模擬26-55
- 3.1 模型泵定常流動(dòng)分析及性能預(yù)測(cè)26-29
- 3.1.1 速度分析26-27
- 3.1.2 壓力分析27
- 3.1.3 離心泵數(shù)值模擬性能預(yù)測(cè)27-29
- 3.2 模型泵非定常流動(dòng)特性數(shù)值模擬29-46
- 3.2.1 速度分析30-38
- 3.2.1.1 葉輪中截面速度分析30-31
- 3.2.1.2 蝸殼斷面速度分析31-35
- 3.2.1.3 交界面與蝸殼壁面速度分布35-38
- 3.2.2 壓力分析38-46
- 3.2.2.1 中截面靜壓分布39-41
- 3.2.2.2 誘導(dǎo)輪靜壓分布41-43
- 3.2.2.3 蝸殼斷面靜壓分布43-45
- 3.2.2.4 交界面及壁面靜壓分布45-46
- 3.3 壓力脈動(dòng)分析46-53
- 3.3.1 時(shí)域分析47-50
- 3.3.2 周向監(jiān)測(cè)點(diǎn)頻域分析50-51
- 3.3.3 蝸殼斷面頻域分析51-53
- 3.4 小結(jié)53-55
- 第四章 模型泵的試驗(yàn)研究55-64
- 4.1 外特性試驗(yàn)研究55-59
- 4.1.1 試驗(yàn)內(nèi)容及方法55-56
- 4.1.2 試驗(yàn)系統(tǒng)組成56-57
- 4.1.3 葉輪實(shí)物圖57-58
- 4.1.4 試驗(yàn)結(jié)果58-59
- 4.2 壓力脈動(dòng)試驗(yàn)研究59-62
- 4.3 小結(jié)62-64
- 第五章 總結(jié)與展望64-66
- 5.1 全文總結(jié)64-65
- 5.2 工作展望65-66
- 參考文獻(xiàn)66-71
- 致謝71-72
- 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果72
【參考文獻(xiàn)】
中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條
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本文編號(hào):316521
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