葉輪是軸流泵裝置中的核心部件,整個裝置就是通過它來實現(xiàn)把機械能傳遞給水,使水的能量增加的零件,葉輪直接決定水泵的性能。目前我國正在建設中的大量的調(diào)水和排灌泵站大多使用葉片泵。因此研究葉輪的結構參數(shù)對水泵性能的影響具有現(xiàn)實的指導意義。 本文基于RANS方程和RNG k ?ε紊流模型,采用幾何造型軟件ICEM、TurboGrid對軸流泵裝置進行建模和網(wǎng)格剖分,并在此基礎上用商用三維流體計算軟件CFX對裝置內(nèi)部的三維不可壓縮流場進行了數(shù)值分析,計算不同方案下(葉片厚度不同的情況,葉片角度不同的情況和不同形狀輪轂的情況)裝置的內(nèi)外特性。 經(jīng)過CFX-Post的后處理得出:(1)葉片厚度變薄,在相同的流量下,水泵的揚程和軸功率增加,最高效率點向大流量偏移,且最高效率點有所提高。(2)葉片減薄,則葉片排擠系數(shù)變小,過流面積增大,在同流量下,軸向流速減小,根據(jù)進口速度三角形可知,水流的液流角變小。對于翼型來說,相當于水流沖角變大,揚程和軸功率增大。所以葉片安放角變大與葉片厚度變薄引起的揚程和軸功率變化相類似。(3)在相同的流量下,葉片減薄,葉片壓力面的壓力增加,致使葉輪揚程的增加,而葉片吸力面的壓力...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 本課題的目的和意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
    1.3 CFD 的應用
    1.4 本文的研究內(nèi)容和方法
第二章 軸流泵流場數(shù)值計算的研究
    2.1 數(shù)值計算的基本方程
    2.2 湍流數(shù)值計算的方法
        2.2.1 直接數(shù)值模擬
        2.2.2 大渦模擬
        2.2.3 Reynolds 平均法
    2.3 三維紊流模型
        2.3.1 標準k-ε模型
        2.3.2 RNGk-ε模型
        2.3.3 Realizable k-ε模型
    2.4 控制方程組的求解方法
    2.5 網(wǎng)格模型的研究
        2.5.1 子區(qū)域的劃分
        2.5.2 網(wǎng)格疏密度的研究
        2.5.3 網(wǎng)格局部加密的研究
    2.6 計算軟件介紹
        2.6.1 ANSYS ICEM 模塊
        2.6.2 CFX-TurboGrid 模塊
        2.6.3 流體分析體系：高級流體動力學分析軟件—CFX
第三章 軸流泵葉輪及導葉內(nèi)部流場數(shù)值模擬
    3.1 葉輪室及導葉內(nèi)計算網(wǎng)格的生成
        3.1.1 葉輪及導葉的數(shù)學描述
        3.1.2 葉輪室及導葉數(shù)值模型的建立
    3.2 進出管道的網(wǎng)格劃分
    3.3 泵段總裝與交界面的問題
    3.4 計算參數(shù)的設置
        3.4.1 邊界條件的設置
        3.4.2 定義求解控制（計算參數(shù)設置）
        3.4.3 計算求解
第四章 計算結果分析
    4.1 數(shù)值模擬與模型實驗結果的外特性比較
    4.2 計算方案設計
    4.3 葉片厚度變化對軸流泵性能的影響
    4.4 葉片角度變化和葉片厚度變化的相似性
    4.5 葉輪輪轂形狀變化對軸流泵性能的影響
第五章 試驗驗證
    5.1 試驗臺與試驗裝置介紹
    5.2 測試方法
    5.3 測試結果及分析
第六章 結論與展望
    6.1 工作總結
    6.2 展望
參考文獻
附圖
致謝



本文編號：3757898