本文關(guān)鍵詞：含沙水流下雙吸泵葉片磨損及蝸殼內(nèi)壓力脈動特性分析

  更多相關(guān)文章： 雙吸離心泵 固液兩相 磨損 壓力脈動 數(shù)值模擬

【摘要】：由于一些沿黃泵站輸送的均為含沙水流,因此按照輸送清水介質(zhì)設(shè)計的離心泵在實際工作環(huán)境中,不僅會造成過流部件的磨損,甚至穿孔,而且會加劇蝸殼內(nèi)部的壓力脈動,進(jìn)而影響離心泵的穩(wěn)定運行,產(chǎn)生振動和噪音,長此以往,不但會降低離心泵的效率,也會縮短離心泵的使用壽命,造成極大的經(jīng)濟損失。因此本文在通過對輸送清水介質(zhì)進(jìn)行試驗和數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上,又在固液兩相介質(zhì)下對雙吸離心泵進(jìn)行了數(shù)值模擬,主要研究葉輪葉片的磨損和蝸殼內(nèi)部壓力脈動特性。 本課題以S150-365型單級雙吸離心泵為研究對象,采用Euler多相流模型和RNG k-ε湍流模型,并結(jié)合SIMPLEC算法,分別在清水和固液兩相介質(zhì)下,開展了該雙吸離心泵全流道數(shù)值模擬,研究了在不同固相體積分?jǐn)?shù)和不同顆粒直徑下雙吸離心泵葉片磨損程度和蝸殼內(nèi)部各監(jiān)測點壓力脈動的變化情況。研究內(nèi)容與取得的成果如下： 1、對模型泵進(jìn)行了全流道定常數(shù)值模擬計算,并對其性能進(jìn)行驗證。 2、在葉片中間流線設(shè)置監(jiān)測點,并在不同固相體積分?jǐn)?shù)和不同顆粒直徑下分別提取各監(jiān)測點的固相相對速度和固相濃度數(shù)據(jù),將得到的數(shù)據(jù)代入磨損量計算公式Wsp=ρCsWms中,由此計算出葉片各監(jiān)測點磨損量,從而得出葉片工作面和背面的磨損程度。 3、對模型泵蝸殼各部位設(shè)置監(jiān)測點,利用CFD技術(shù)對雙吸離心泵在清水、固液兩相介質(zhì)下進(jìn)行了全流道非定常數(shù)值計算,對蝸殼內(nèi)壓力脈動做了時域及頻域分析,并將得到的結(jié)果進(jìn)行對比,可以得出不同固相體積分?jǐn)?shù)和不同顆粒直徑對蝸殼內(nèi)壓力脈動的影響,以及在不同固相體積分?jǐn)?shù)和不同顆粒直徑下壓力脈動的變化規(guī)律。 4、隨著粒徑和固相體積分?jǐn)?shù)的增加,葉片背面的固相相對速度和固相濃度較工作面高,從前蓋板到后蓋板固相相對速度和固相濃度逐漸增高,葉輪磨損嚴(yán)重部位主要在葉片背面的中后部,尤其是出口處。 5、固液兩相介質(zhì)下的壓力脈動遠(yuǎn)大于清水介質(zhì),且脈動波形滯后0.002s；隨著固相體積分?jǐn)?shù)的增大,蝸殼內(nèi)部壓力脈動逐漸增大,隨著粒徑的增大壓力脈動有減小的趨勢。蝸殼內(nèi)的壓力脈動主要以葉片通過頻率為主,且在一倍葉頻處壓力脈動最大。
【關(guān)鍵詞】：雙吸離心泵 固液兩相 磨損 壓力脈動 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH311
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 課題名稱及來源11
• 1.1.1 課題名稱11
• 1.1.2 課題來源11
• 1.2 研究目的和意義11-12
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.1 壓力脈動的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 固液兩相研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 研究內(nèi)容14-16
• 第2章 固液兩相及壓力脈動理論研究16-24
• 2.1 多相流研究理論16-17
• 2.2 多相流模式17-18
• 2.3 多相流建模方法及選擇18
• 2.4 多相流動的基本方程18-19
• 2.5 水力機械中的沙粒磨損19-21
• 2.5.1 磨粒磨損的分類19
• 2.5.2 磨損機理19-20
• 2.5.3 磨損預(yù)估模型20-21
• 2.6 動靜干涉物理模型21-22
• 2.7 計算流體力學(xué)(CFD)在水力機械中的應(yīng)用22-23
• 2.8 SIMPLE算法23
• 本章小結(jié)23-24
• 第3章 計算模型及網(wǎng)格劃分24-29
• 3.1 計算模型24-25
• 3.1.1 模型參數(shù)24
• 3.1.2 三維模型24-25
• 3.1.3 邊界條件設(shè)置25
• 3.2 網(wǎng)格劃分25-28
• 3.2.1 網(wǎng)格的生成方法25-26
• 3.2.2 結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格26
• 3.2.3 非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格26
• 3.2.4 混合網(wǎng)格26-27
• 3.2.5 計算域網(wǎng)格的劃分27-28
• 本章小結(jié)28-29
• 第4章 模型泵葉片磨損特性分析29-39
• 4.1 性能預(yù)測29-30
• 4.2 計算結(jié)果分析30-38
• 4.2.1 固相體積分?jǐn)?shù)對葉片磨損特性分析30-33
• 4.2.2 顆粒直徑對葉片磨損特性分析33-35
• 4.2.3 葉片磨損量計算35-38
• 本章小結(jié)38-39
• 第5章 清水介質(zhì)下模型泵蝸殼內(nèi)壓力脈動特性分析39-46
• 5.1 壓力脈動監(jiān)測點設(shè)置39-40
• 5.2 蝸殼內(nèi)壓力脈動特性分析40-44
• 5.2.1 不同工況下蝸殼周向壓力脈動變化規(guī)律40-42
• 5.2.2 不同工況下蝸殼徑向壓力脈動變化規(guī)律42-43
• 5.2.3 不同工況下隔舌處壓力脈動變化規(guī)律43-44
• 5.3 蝸殼內(nèi)壓力場變化分析44
• 本章小結(jié)44-46
• 第6章 固液兩相流下蝸殼內(nèi)壓力脈動特性分析46-65
• 6.1 顆粒濃度對蝸殼壓力脈動影響的時域分析46-49
• 6.1.1 顆粒濃度對蝸殼周向壓力脈動的影響46-47
• 6.1.2 顆粒濃度對蝸殼徑向壓力脈動的影響47-48
• 6.1.3 顆粒濃度對蝸殼隔舌處壓力脈動的影響48-49
• 6.2 顆粒濃度對蝸殼壓力脈動影響的頻域分析49-52
• 6.2.1 顆粒濃度對蝸殼周向壓力脈動的影響49-50
• 6.2.2 顆粒濃度對蝸殼徑向壓力脈動的影響50-51
• 6.2.3 顆粒濃度對蝸殼隔舌處壓力脈動的影響51-52
• 6.3 顆粒直徑對蝸殼壓力脈動影響的時域分析52-55
• 6.3.1 顆粒直徑對蝸殼周向壓力脈動的影響52-53
• 6.3.2 顆粒直徑對蝸殼徑向壓力脈動的影響53-54
• 6.3.3 顆粒直徑對隔舌處壓力脈動的影響54-55
• 6.4 顆粒直徑對蝸殼壓力脈動影響的頻域分析55-59
• 6.4.1 顆粒直徑對蝸殼周向壓力脈動的影響55-56
• 6.4.2 顆粒直徑對蝸殼徑向壓力脈動的影響56-58
• 6.4.3 顆粒直徑對隔舌處壓力脈動的影響58-59
• 6.5 蝸殼內(nèi)壓力場變化分析59
• 6.6 固液兩相流與清水介質(zhì)數(shù)值模擬結(jié)果對比59-64
• 6.6.1 不同介質(zhì)下蝸殼周向壓力脈動時域分析59-61
• 6.6.2 不同介質(zhì)下蝸殼徑向壓力脈動時域分析61-63
• 6.6.3 不同介質(zhì)下隔舌處壓力脈動時域分析63-64
• 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論與展望65-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 致謝71-72
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間公開發(fā)表的論文72

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃建德,張奎亭,陳漣;含砂水對離心泵葉輪磨損的實驗研究[J];工程熱物理學(xué)報;1999年04期

2 李仁年;韓偉;劉勝;徐振法;蘇吉鑫;;小粒徑固液兩相流在螺旋離心泵內(nèi)運動的數(shù)值分析[J];蘭州理工大學(xué)學(xué)報;2007年01期

3 馬力,朱釩,李壯云;海水泵氣蝕初生診斷研究[J];湖北工學(xué)院學(xué)報;2000年02期

4 戴正興;離心泵固液兩相流理論簡述[J];化工裝備技術(shù);1996年06期

5 王凱;劉厚林;袁壽其;吳賢芳;;離心泵多工況水力設(shè)計方法[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年05期

6 談明高;劉厚林;袁壽其;;離心泵水力損失的計算[J];江蘇大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年05期

7 周華,楊華勇,李壯云;海水液壓泵氣蝕初生特征的識別[J];機械工程學(xué)報;1999年06期

8 劉陽;袁壽其;袁建平;;離心泵的壓力脈動研究進(jìn)展[J];流體機械;2008年09期

9 楊軍虎;低比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵葉輪內(nèi)的流動機理和葉輪設(shè)計[J];農(nóng)業(yè)機械學(xué)報;2002年02期

10 張兄文;李國君;李軍;;離心泵蝸殼內(nèi)部非定常流動的數(shù)值模擬[J];農(nóng)業(yè)機械學(xué)報;2006年06期

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本文編號：654797