本文關(guān)鍵詞：沖壓泵旋轉(zhuǎn)部件及其外側(cè)泵腔的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：沖壓焊接式離心泵,簡稱沖壓泵。從泵進口到出口,除葉輪之外,還包括葉輪鎖緊螺母、葉輪軸套等旋轉(zhuǎn)部件,包圍在這些旋轉(zhuǎn)部件外側(cè)的空間為泵腔,沖壓泵泵腔的容積在泵的總體積中占有較大比重。在泵軸旋轉(zhuǎn)帶動下,腔內(nèi)液體與葉輪后蓋板表面、導(dǎo)葉后蓋板表面,以及葉輪螺母等旋轉(zhuǎn)部件之間就會產(chǎn)生較大圓盤摩擦損失；同時腔內(nèi)流體伴有沖擊、脫流、速度方向及大小改變等,從而引起較大的局部水力損失。因此,沖壓泵旋轉(zhuǎn)部件及其外側(cè)泵腔的研究,對優(yōu)化沖壓泵設(shè)計方法、改善沖壓泵水力性能、推進行業(yè)節(jié)能環(huán)保有十分重要的經(jīng)濟和社會意義。 本文以泵腔喉部寬度、泵腔結(jié)構(gòu)、葉輪螺母結(jié)構(gòu)等為研究對象,設(shè)計多組泵腔方案與旋轉(zhuǎn)部件方案,并對兩者進行組合研究；采用CFD數(shù)值模擬方法,對葉輪、導(dǎo)葉和泵腔內(nèi)部流動狀態(tài)進行計算和分析,對不同結(jié)構(gòu)方案與離心泵性能曲線之間的關(guān)系進行理論分析,并制造部分樣機對模擬結(jié)果進行試驗驗證,最終得到了幾種優(yōu)秀的模型。本文主要研究工作與結(jié)論如下： 1.建立數(shù)值分析模型。采用Pro/E三維建模軟件,建立MDP64-20的立式多級沖壓焊接離心泵的幾何模型；然后在Gambit軟件中劃分網(wǎng)格；再借助CFD數(shù)值分析軟件FLUENT,定義Fluent求解器參數(shù),選擇離散化方法,進行MDP64-20的立式多級沖壓焊接離心泵的內(nèi)部流場分析。 2.泵腔喉部寬度的研究。以泵腔喉部寬度為研究參數(shù),制定多組平面隔板研究方案,對沖壓泵泵腔進行研究。利用Fluent后處理工具,分析沖壓泵內(nèi)部流動規(guī)律,繪制沖壓泵性能曲線,比較各種方案對沖壓泵效率的改善情況,確定泵腔喉部寬度的最佳選取范圍。 3.泵腔結(jié)構(gòu)的研究。在泵腔喉部寬度確定的基礎(chǔ)上,制定平面隔板、曲面隔板、L隔板和型線隔板四種方案,對泵腔結(jié)構(gòu)進行研究。通過流場分析、性能曲線分析,比較四種隔板方案對沖壓泵水力性能的影響,確定最佳結(jié)構(gòu)方案。 4.旋轉(zhuǎn)部件的研究。在最佳泵腔結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上,制定多組螺母結(jié)構(gòu)方案,研究葉輪鎖緊螺母對沖壓泵水力性能的影響,并通過壓力、速度云圖探究旋轉(zhuǎn)部件對泵外特性產(chǎn)生影響的內(nèi)在機理。 5.試驗研究。介紹了試驗裝置系統(tǒng)及試驗方法,對d=0mm平面隔板方案、d=1mm平面隔板方案、d=1mm型線隔板方案的三組樣機進行性能試驗,根據(jù)試驗結(jié)果繪制沖壓泵性能曲線。并與前述模擬結(jié)果相對比,通過分析表明了CFD數(shù)值模擬結(jié)果的可靠性,同時得出三組樣機的優(yōu)劣及共性,并從理論層面進行了合理解釋。
【關(guān)鍵詞】：沖壓焊接離心泵 旋轉(zhuǎn)部件 泵腔 數(shù)值模擬 試驗研究
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH311
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 概述12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 沖壓泵效率損失的研究14-16
• 1.2.2 沖壓泵旋轉(zhuǎn)部件的研究16-17
• 1.2.3 沖壓泵泵腔的研究17-18
• 1.3 主要研究內(nèi)容18-20
• 1.3.1 研究內(nèi)容18
• 1.3.2 技術(shù)路線18-20
• 第2章 沖壓泵CFD數(shù)值計算及性能預(yù)測方法20-40
• 2.1 計算流體動力學(xué)的整體工作步驟20-21
• 2.2 建立流體域模型21-27
• 2.2.1 模型泵特征尺寸與設(shè)計參數(shù)21-23
• 2.2.2 基于Pro/E的流體域三維實體建模23-27
• 2.3 沖壓泵流體域的網(wǎng)格生成27-29
• 2.3.1 網(wǎng)格劃分27-28
• 2.3.2 網(wǎng)格檢查和優(yōu)化28-29
• 2.3.3 邊界條件設(shè)定29
• 2.4 CFD內(nèi)流場模擬理論和計算方法29-36
• 2.4.1 流體力學(xué)基本控制方程組29-32
• 2.4.2 數(shù)值離散化方法32-33
• 2.4.3 流場數(shù)值解法33-34
• 2.4.4 湍流模型34-36
• 2.4.5 模型參數(shù)的定義36
• 2.5 計算結(jié)果的后處理36-37
• 2.5.1 創(chuàng)建需要后處理的表面36-37
• 2.5.2 顯示速度矢量圖、速度云圖、壓力云圖37
• 2.6 基于CFD的離心泵性能預(yù)測方法37-38
• 2.6.1 離心泵各性能參數(shù)的計算公式37
• 2.6.2 總效率估算37-38
• 2.7 本章小結(jié)38-40
• 第3章 泵腔對沖壓泵性能的影響40-60
• 3.1 模型泵41-45
• 3.1.1 流場分析41-43
• 3.1.2 性能預(yù)測43-45
• 3.2 泵腔喉部寬度對沖壓泵性能的影響45-51
• 3.2.1 平面隔板方案概述45-46
• 3.2.2 流場分析46-48
• 3.2.3 性能預(yù)測48-51
• 3.3 泵腔結(jié)構(gòu)對沖壓泵性能的影響51-58
• 3.3.1 曲面隔板方案51-52
• 3.3.2 L隔板方案52-53
• 3.3.3 型線隔板方案53-54
• 3.3.4 四種泵腔結(jié)構(gòu)對比54-58
• 3.4 本章小結(jié)58-60
• 第4章 旋轉(zhuǎn)部件對沖壓泵性能的影響60-66
• 4.1 方案概述61-62
• 4.2 流場分析62-63
• 4.3 性能預(yù)測63-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 第5章 沖壓泵外特性試驗研究66-76
• 5.1 試驗裝置系統(tǒng)與設(shè)計方案66-68
• 5.1.1 試驗裝置系統(tǒng)66-68
• 5.1.2 設(shè)計方案68
• 5.2 試驗方法68-70
• 5.3 試驗結(jié)果分析70-75
• 5.3.1 d=0mm平面隔板方案性能試驗結(jié)果70-71
• 5.3.2 d=1mm平面隔板方案性能試驗結(jié)果71-73
• 5.3.3 d=1mm型線隔板方案性能試驗結(jié)果73-74
• 5.3.4 試驗結(jié)果總結(jié)74-75
• 5.4 本章小結(jié)75-76
• 第6章 總結(jié)與展望76-78
• 6.1 總結(jié)76-77
• 6.2 展望77-78
• 符號說明78-80
• 參考文獻80-84
• 致謝84-86
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項目和成果86-87

【參考文獻】

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本文編號：444566