葉輪是軸流泵裝置中的核心部件,整個(gè)裝置就是通過(guò)它來(lái)實(shí)現(xiàn)把機(jī)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(guó)正在建設(shè)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(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)水泵性能的影響具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)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(duì)軸流泵裝置進(jìn)行建模和網(wǎng)格剖分,并在此基礎(chǔ)上用商用三維流體計(jì)算軟件CFX對(duì)裝置內(nèi)部的三維不可壓縮流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值分析,計(jì)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(guò)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(yáng)程和軸功率增加,最高效率點(diǎn)向大流量偏移,且最高效率點(diǎn)有所提高。(2)葉片減薄,則葉片排擠系數(shù)變小,過(guò)流面積增大,在同流量下,軸向流速減小,根據(jù)進(jìn)口速度三角形可知,水流的液流角變小。對(duì)于翼型來(lái)說(shuō),相當(dāng)于水流沖角變大,揚(yáng)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(yáng)程和軸功率變化相類(lèi)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(yáng)程的增加,而葉片吸力面的壓力...

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(yīng)用
    1.4 本文的研究?jī)?nèi)容和方法
第二章 軸流泵流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算的研究
    2.1 數(shù)值計(jì)算的基本方程
    2.2 湍流數(shù)值計(jì)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(biāo)準(zhǔn)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(jì)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(jí)流體動(dòng)力學(xué)分析軟件—CFX
第三章 軸流泵葉輪及導(dǎo)葉內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值模擬
    3.1 葉輪室及導(dǎo)葉內(nèi)計(jì)算網(wǎng)格的生成
        3.1.1 葉輪及導(dǎo)葉的數(shù)學(xué)描述
        3.1.2 葉輪室及導(dǎo)葉數(shù)值模型的建立
    3.2 進(jìn)出管道的網(wǎng)格劃分
    3.3 泵段總裝與交界面的問(wèn)題
    3.4 計(jì)算參數(shù)的設(shè)置
        3.4.1 邊界條件的設(shè)置
        3.4.2 定義求解控制（計(jì)算參數(shù)設(shè)置）
        3.4.3 計(jì)算求解
第四章 計(jì)算結(jié)果分析
    4.1 數(shù)值模擬與模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果的外特性比較
    4.2 計(jì)算方案設(shè)計(jì)
    4.3 葉片厚度變化對(duì)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(duì)軸流泵性能的影響
第五章 試驗(yàn)驗(yàn)證
    5.1 試驗(yàn)臺(tái)與試驗(yàn)裝置介紹
    5.2 測(cè)試方法
    5.3 測(cè)試結(jié)果及分析
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附圖
致謝



本文編號(hào)：3757898