串接組合式迷宮螺旋泵的數(shù)值模擬及性能分析
本文關(guān)鍵詞:串接組合式迷宮螺旋泵的數(shù)值模擬及性能分析,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:迷宮螺旋泵是一種小流量大揚(yáng)程的流體機(jī)械,可進(jìn)行單相液體輸送、氣液混合輸送和固液混合輸送。目前迷宮螺旋泵的螺旋體結(jié)構(gòu)基本都是整體式的,定子和轉(zhuǎn)子的螺紋較難加工,本文針對(duì)這一問(wèn)題提出了串接結(jié)構(gòu)的迷宮螺旋泵。主要研究?jī)?nèi)容如下: (1)對(duì)直徑為80mm,螺旋體長(zhǎng)度為180mm的迷宮螺旋泵進(jìn)行串接組合設(shè)計(jì),給出二維結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和三維裝配圖,并對(duì)其進(jìn)行系列化命名; (2)對(duì)迷宮螺旋泵內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行分析,決定模擬計(jì)算的模型:利用計(jì)算流體力學(xué)Fluent軟件,選擇RNG κ-ε湍流模型,基于壓力的求解器,SIMPLEC算法,二階迎風(fēng)插值格式,多重參考系MRF方法,壓力進(jìn)口和速度出口邊界控制條件; (3)對(duì)轉(zhuǎn)子串接式迷宮螺旋泵、定子串接式迷宮螺旋泵、轉(zhuǎn)子定子串接式迷宮螺旋泵和通用結(jié)構(gòu)泵分別進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,對(duì)各結(jié)構(gòu)的水力性能進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明:定子串接的結(jié)構(gòu)更有利于提高揚(yáng)程,轉(zhuǎn)子串接的結(jié)構(gòu)更有利于提高效率;在螺旋環(huán)之間的環(huán)槽位置處并沒(méi)有壓力的增加,而在螺旋環(huán)的進(jìn)口處有局部壓力突增; (4)對(duì)不等導(dǎo)程串接結(jié)構(gòu)的迷宮螺旋泵進(jìn)行水力模擬,并對(duì)其模型進(jìn)行驗(yàn)證,表明:數(shù)值計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的誤差在可接受范圍內(nèi),經(jīng)修正后的模擬計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以大致吻合; (5)對(duì)不等螺紋頭數(shù)、不等直徑、不、同螺紋齒形的串接模型進(jìn)行水力計(jì)算,定性分析揚(yáng)程、流量等特征參數(shù)的變化。
【關(guān)鍵詞】:迷宮螺旋泵 數(shù)值計(jì)算 串接結(jié)構(gòu) 流場(chǎng)分析 水力分析
【學(xué)位授予單位】:北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號(hào)】:TH38
【目錄】:
- 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集5-6
- 摘要6-8
- ABSTRACT8-10
- 目錄10-14
- Contents14-18
- 符號(hào)和~.略詞說(shuō)明18-19
- 第一章 緒論19-25
- 1.1 概述19-23
- 1.1.1 前言19
- 1.1.2 衍生歷程19-21
- 1.1.3 研究發(fā)展21-22
- 1.1.4 理論研究22-23
- 1.1.5 迷宮螺旋泵的特點(diǎn)23
- 1.2 本文的研究?jī)?nèi)容23-25
- 第二章 迷宮螺旋泵基本理論25-37
- 2.1 通用型迷宮螺旋泵25-26
- 2.1.1 迷宮螺旋泵的基本結(jié)構(gòu)25-26
- 2.1.2 迷宮螺旋泵的工作原理26
- 2.2 迷宮螺旋泵結(jié)構(gòu)參數(shù)26-28
- 2.2.1 導(dǎo)程和螺旋升角26-27
- 2.2.2 螺槽深27
- 2.2.3 螺槽寬與螺棱寬27
- 2.2.4 齒形角27
- 2.2.5 螺紋頭數(shù)27-28
- 2.3 特性參數(shù)28-32
- 2.3.1 流量28-30
- 2.3.2 揚(yáng)程30-31
- 2.3.3 功率31-32
- 2.3.4 效率32
- 2.4 串接組合式迷宮螺旋泵32-36
- 2.4.1 結(jié)構(gòu)及主要參數(shù)32-35
- 2.4.2 迷宮螺旋泵系列化命名35-36
- 2.5 本章小結(jié)36-37
- 第三章 計(jì)算流體力學(xué)理論37-55
- 3.1 軟件介紹37-38
- 3.1.1 計(jì)算主程序37
- 3.1.2 網(wǎng)格生成器37-38
- 3.2 流體力學(xué)基礎(chǔ)38-43
- 3.2.1 控制方程38-39
- 3.2.2 三維湍流模型39-41
- 3.2.3 湍流封閉模式41-42
- 3.2.4 壁面函數(shù)42-43
- 3.3 數(shù)值計(jì)算方法43-51
- 3.3.1 計(jì)算區(qū)域的離散化43-44
- 3.3.2 控制方程的離散化44-47
- 3.3.3 離散方程組的求解計(jì)算47-51
- 3.3.4 亞松弛技術(shù)51
- 3.4 邊界處理51-54
- 3.4.1 轉(zhuǎn)動(dòng)模型51-52
- 3.4.2 動(dòng)靜耦合面52
- 3.4.3 進(jìn)出口邊界52-54
- 3.5 本章小結(jié)54-55
- 第四章 數(shù)值模擬55-85
- 4.1 幾何模型56-60
- 4.1.1 流道三維實(shí)體造型56-57
- 4.1.2 網(wǎng)格生成57-59
- 4.1.3 指定邊界條件類型59-60
- 4.2 基本設(shè)置60-64
- 4.2.1 求解器設(shè)置60-64
- 4.2.2 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證64
- 4.3 環(huán)槽64-71
- 4.3.1 螺旋段64-65
- 4.3.2 速度分析65-70
- 4.3.3 環(huán)槽參數(shù)70-71
- 4.4 模擬結(jié)果分析71-78
- 4.4.1 軸向靜壓力分布71-73
- 4.4.2 速度分布73-75
- 4.4.3 環(huán)槽壓力分布75-76
- 4.4.4 湍動(dòng)能和湍動(dòng)強(qiáng)度76-78
- 4.5 水力性能分析78-84
- 4.5.1 特性曲線78-80
- 4.5.2 水力特性對(duì)比80-82
- 4.5.3 環(huán)槽的影響82-84
- 4.6 本章小結(jié)84-85
- 第五章 不同參數(shù)迷宮螺旋泵的分析85-97
- 5.1 不等導(dǎo)程串接迷宮螺旋泵的數(shù)值分析及模型驗(yàn)證85-88
- 5.1.1 試驗(yàn)系統(tǒng)85-86
- 5.1.2 結(jié)果對(duì)比分析86-87
- 5.1.3 流場(chǎng)分布87-88
- 5.2 不等螺紋頭數(shù)串接迷宮螺旋泵的分析88-90
- 5.2.1 壓力和湍動(dòng)強(qiáng)度88-90
- 5.2.2 水力分析90
- 5.3 不等直徑串接迷宮螺旋泵的分析90-93
- 5.3.1 不同直徑迷宮螺旋泵的模擬90-92
- 5.3.2 不等直徑模型串接92-93
- 5.4 不同螺紋齒形串接迷宮螺旋泵的分析93-96
- 5.4.1 螺紋齒形93-94
- 5.4.2 水力分析94-96
- 5.5 本章小結(jié)96-97
- 第六章 總結(jié)與展望97-99
- 6.1 總結(jié)97-98
- 6.1.1 前處理和求解器97
- 6.1.2 分析結(jié)果總結(jié)97-98
- 6.2 展望98-99
- 參考文獻(xiàn)99-101
- 致謝101-103
- 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文103-105
- 作者和導(dǎo)師簡(jiǎn)介105-106
- 附件106-107
【參考文獻(xiàn)】
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本文關(guān)鍵詞:串接組合式迷宮螺旋泵的數(shù)值模擬及性能分析,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號(hào):374500
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