發(fā)布時(shí)間：2017-07-30 09:24

  本文關(guān)鍵詞：旋噴泵流場(chǎng)分析及轉(zhuǎn)子腔結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

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【摘要】：本課題所研究的旋噴泵在結(jié)構(gòu)性能及使用功能上同傳統(tǒng)的泵有較大區(qū)別,結(jié)構(gòu)上旋噴泵主要是有轉(zhuǎn)子腔、集流管、葉輪三部分組成,旋噴泵是一種小流量、高揚(yáng)程泵,其比轉(zhuǎn)速小,約為5-30,相比其它傳統(tǒng)離心泵,在同比轉(zhuǎn)速下其效率要高10%～20%,在實(shí)際工業(yè)用途上,主要是利用其高壓、小流量的特性進(jìn)行噴射清理。我國(guó)對(duì)旋噴泵的研究相對(duì)較晚,研究?jī)?nèi)容相對(duì)較少,近幾年我院楊軍虎老師等人對(duì)旋噴泵的葉輪、集流管及內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行分析研究,彌補(bǔ)了國(guó)內(nèi)對(duì)這一塊的認(rèn)識(shí)空白,但是轉(zhuǎn)子腔結(jié)構(gòu),很少有人研究,轉(zhuǎn)子腔作為旋噴泵的主要部件之一,雖然它對(duì)泵體性能的影響不如集流管和葉輪對(duì)泵體性能影響大,但是轉(zhuǎn)子腔是構(gòu)成整個(gè)泵體的主要結(jié)構(gòu),對(duì)它進(jìn)行分析、研究還是很有必要的。因此,對(duì)轉(zhuǎn)子腔內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究還是很有學(xué)術(shù)價(jià)值及實(shí)際使用價(jià)值的。 本課題使用CFD計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件FLUENT進(jìn)行模擬計(jì)算,使用SIMPLE算法及標(biāo)準(zhǔn)k－ε方程模型,用PRO/E對(duì)泵體進(jìn)行三維模型構(gòu)造,用GAMBIT進(jìn)行網(wǎng)格處理。對(duì)旋噴泵內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬,設(shè)計(jì)不同的轉(zhuǎn)子腔結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬分析比較,得到如下結(jié)論： (1)對(duì)旋噴泵流場(chǎng)進(jìn)行模擬計(jì)算,設(shè)計(jì)優(yōu)化轉(zhuǎn)子腔外壁結(jié)構(gòu),在轉(zhuǎn)子腔外壁增加槽,對(duì)不同數(shù)量槽的泵體進(jìn)行流場(chǎng)模擬計(jì)算,通過(guò)分析比較不同結(jié)構(gòu)內(nèi)部流場(chǎng)的速度、壓力及湍動(dòng)能,得出轉(zhuǎn)子腔結(jié)構(gòu)外壁形狀結(jié)構(gòu)對(duì)水力性能的積極影響。 (2)優(yōu)化設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子腔外壁結(jié)構(gòu),在壁面增加凸棱,模擬分析該結(jié)構(gòu)類(lèi)型與原結(jié)構(gòu)類(lèi)型對(duì)泵體性能的影響。增加凸棱,可以減小流體在轉(zhuǎn)子腔中的停留面積,減小磨損,理論上,該結(jié)構(gòu)對(duì)泵體性能會(huì)有較好的作用。 (3)減小轉(zhuǎn)子腔結(jié)構(gòu)的寬度,同樣減小流體在轉(zhuǎn)子腔中的停留面積,通過(guò)模擬分析比較,觀察其對(duì)泵體性能的影響。
【關(guān)鍵詞】：旋噴泵 CFD 轉(zhuǎn)子腔 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：TH38
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 引言9
• 1.2 旋轉(zhuǎn)噴射泵的使用領(lǐng)域9-10
• 1.3 旋轉(zhuǎn)噴射泵在國(guó)內(nèi)國(guó)外的發(fā)展情況10-11
• 1.3.1 旋噴泵在國(guó)外的發(fā)展10-11
• 1.3.2 旋噴泵在國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r11
• 1.4 國(guó)內(nèi)葉輪發(fā)展的狀況11-12
• 1.5 國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)子腔和集流管發(fā)展?fàn)顩r12-13
• 1.6 本課題要做的工作13-14
• 第2章 旋噴泵的原理和設(shè)計(jì)14-21
• 2.1 旋噴泵的工作原理、設(shè)計(jì)方法及實(shí)際應(yīng)用14-16
• 2.1.1 工作原理介紹14-15
• 2.1.2 旋轉(zhuǎn)噴射泵主要特點(diǎn)介紹15-16
• 2.2 旋噴泵集流管的設(shè)計(jì)理論介紹16-21
• 2.2.1 集流管進(jìn)口直徑的設(shè)計(jì)17-18
• 2.2.2 集流管出口直徑及擴(kuò)散段長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)計(jì)算18
• 2.2.3 集流管擴(kuò)散角的設(shè)計(jì)計(jì)算18-21
• 第3章 CFD模擬計(jì)算方法論述21-40
• 3.1 流體流動(dòng)方程和流動(dòng)模型介紹21-24
• 3.1.1 基本方程的介紹22-23
• 3.1.2 湍流模型的介紹23-24
• 3.2 雙方程k－ε湍流模型介紹24-28
• 3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)k－ε模型介紹24-25
• 3.2.2 RNGk－ε模型的介紹25-26
• 3.2.3 Realizablek－ε模型介紹26-27
• 3.2.4 使用k－ε模型解決近壁區(qū)計(jì)算問(wèn)題介紹27-28
• 3.3 貼體坐標(biāo)變換介紹28-32
• 3.3.1 貼體坐標(biāo)系的認(rèn)識(shí)28-30
• 3.3.2 控制方程變換介紹30-32
• 3.4 方程離散化介紹32-33
• 3.5 代數(shù)方程求解介紹33-34
• 3.6 SIMPLE算法介紹34-37
• 3.7 壓力修正算法介紹37-40
• 第4章 旋噴泵流場(chǎng)數(shù)值模擬介紹40-54
• 4.1 實(shí)體模型建立和網(wǎng)格劃分40-42
• 4.1.1 計(jì)算區(qū)域和計(jì)算方案的確定40
• 4.1.2 設(shè)計(jì)選用的模型40-42
• 4.2 旋噴泵模型生成網(wǎng)格介紹42-44
• 4.3 流場(chǎng)計(jì)算介紹44-48
• 4.3.1 導(dǎo)入網(wǎng)格并檢查44-45
• 4.3.2 求解器的選擇和模型的設(shè)置45-46
• 4.3.3 邊界條件的定義46-47
• 4.3.4 檢測(cè)器的設(shè)置與計(jì)算的開(kāi)始47-48
• 4.4 模擬計(jì)算結(jié)果分析48-54
• 4.4.1 數(shù)值模擬結(jié)果與分析48
• 4.4.2 湍動(dòng)能、速度及壓力分布48-54
• 第五章 轉(zhuǎn)子腔的主要分析研究54-67
• 5.1 轉(zhuǎn)子腔外壁內(nèi)表面加槽模型的設(shè)計(jì)54-58
• 5.1.1 加槽的模型設(shè)計(jì)54-55
• 5.1.2 流場(chǎng)內(nèi)部數(shù)值模擬及分析比較55-58
• 5.1.3 小結(jié)58
• 5.2 轉(zhuǎn)子腔邊緣加凸槽模型的模擬分析58-61
• 5.2.1 加凸槽的模型設(shè)計(jì)58-59
• 5.2.2 轉(zhuǎn)子腔外緣加凸槽模型的模擬計(jì)算59-60
• 5.2.3 小結(jié)60-61
• 5.3 轉(zhuǎn)子腔減小寬度模型的模擬分析61-63
• 5.3.1 轉(zhuǎn)子腔外軸向長(zhǎng)度減小的模型的模擬計(jì)算61-62
• 5.3.2 小結(jié)62-63
• 5.4 綜合因素結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型63-65
• 5.4.1 綜合因素結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型設(shè)計(jì)63
• 5.4.2 模型數(shù)值分析及對(duì)比63-64
• 5.4.3 小結(jié)64-65
• 5.5 集流管第一喉部截面變化分析65-67
• 結(jié)論67-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 致謝73-74
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄74

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

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2 宋懷德;旋噴泵內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值分析及其集流管的設(shè)計(jì)[D];蘭州理工大學(xué);2010年

本文編號(hào)：593544