本文關(guān)鍵詞：某動(dòng)力系統(tǒng)耐流體沖擊的理論模擬及試驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 動(dòng)力系統(tǒng) 離心泵 射流沖擊 流固耦合 試驗(yàn)裝置

【摘要】：離心泵是輸送液體能量的水利機(jī)械，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門。某型電解液循環(huán)離心泵應(yīng)用于某動(dòng)力系統(tǒng)，隨動(dòng)力系統(tǒng)啟動(dòng)進(jìn)行工作的瞬間將承受高壓射流沖擊力，該離心泵能否在沖擊后保持結(jié)構(gòu)完好是動(dòng)力系統(tǒng)能否正常工作的關(guān)鍵所在，本文將對(duì)該高壓射流沖擊的影響進(jìn)行理論、數(shù)值模擬及試驗(yàn)研究。 針對(duì)研究對(duì)象的實(shí)際工況條件，基于流體力學(xué)動(dòng)量原理，，對(duì)離心泵葉輪耐高速射流沖擊進(jìn)行力學(xué)模型簡化，計(jì)算射流沖擊力�；诓牧狭W(xué)和彈性力學(xué)，對(duì)葉輪進(jìn)行受力分析模型簡化，計(jì)算應(yīng)力并進(jìn)行強(qiáng)度校核。 根據(jù)某型電液循環(huán)離心泵水力設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及剪裁圖，利用Pro/Engineer wildfire4.0進(jìn)行離心泵葉輪的三維造型；利用ANSYSWorkbench12的DesignModeler模塊與Pro/Engineer wildfire4.0的接口功能，實(shí)現(xiàn)離心泵葉輪三維模型導(dǎo)入ANSYS Workbench12，并對(duì)模型進(jìn)行相關(guān)必要處理以便進(jìn)行流固耦合的數(shù)值模擬分析；基于ANSYSWorkbench12創(chuàng)建葉輪的流固耦合分析項(xiàng)目，先利用Fluid Flow（FLUENT）對(duì)葉輪內(nèi)部三維流場(chǎng)進(jìn)行定常湍流流動(dòng)計(jì)算，得到速度、壓力分布規(guī)律，并將壓力導(dǎo)入Static Structural（ANSYS）進(jìn)行靜力分析并校核葉輪強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)單向流固耦合分析。 針對(duì)研究對(duì)象的實(shí)際工況條件，研制動(dòng)力系統(tǒng)（離心泵為其重要內(nèi)部機(jī)構(gòu)）耐高速射流沖擊的試驗(yàn)裝置，包括試驗(yàn)裝置的方案確定、試驗(yàn)裝置中試壓罐的設(shè)計(jì)、試壓罐充水體積計(jì)算、試驗(yàn)裝置工程圖樣繪制及試驗(yàn)方案的具體實(shí)施。通過真實(shí)的試驗(yàn)來驗(yàn)證理論及數(shù)值模擬計(jì)算的可靠性。 本文的理論、數(shù)值模擬及試驗(yàn)研究成果具有一定代表性，為類似葉輪機(jī)械的強(qiáng)度校核以及類似系統(tǒng)進(jìn)行沖擊試驗(yàn)提供了指導(dǎo)，具有較大的工程應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：動(dòng)力系統(tǒng) 離心泵 射流沖擊 流固耦合 試驗(yàn)裝置
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH311
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目錄8-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外旋轉(zhuǎn)葉輪機(jī)械流場(chǎng)及強(qiáng)度分析研究現(xiàn)狀12-16
• 1.3 蓄能器運(yùn)用簡介16-17
• 1.4 主要研究內(nèi)容17-18
• 1.5 本章小結(jié)18-19
• 第2章 理論基礎(chǔ)與數(shù)值模擬開發(fā)環(huán)境19-33
• 2.1 離心泵部件及工作原理19-21
• 2.1.1 離心泵過流部件及結(jié)構(gòu)部件19-20
• 2.1.2 離心泵工作原理20
• 2.1.3 離心泵的主要工作參數(shù)20-21
• 2.2 流體力學(xué)基本概念21-25
• 2.2.1 連續(xù)介質(zhì)假設(shè)21
• 2.2.2 描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法21-25
• 2.3 流體動(dòng)力學(xué)分析基礎(chǔ)25-28
• 2.3.1 CFD 計(jì)算理論基本控制方程25-27
• 2.3.2 湍流模型27-28
• 2.4 流固耦合概述28-30
• 2.4.1 流固耦合原理28-29
• 2.4.2 流固耦合分類29-30
• 2.5 數(shù)值模擬開發(fā)平臺(tái)30-32
• 2.5.1 Pro/Engineer WF 4.0 簡介30
• 2.5.2 ANSYS Workbench12 概述30-31
• 2.5.3 DesignModeler 與外部 CAD 軟件31-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 第3章 電解液離心泵耐高壓流體沖擊理論計(jì)算及強(qiáng)度校核33-45
• 3.1 離心泵工作條件33
• 3.2 離心泵葉輪葉片材料選擇33-34
• 3.3 射流沖擊載荷的計(jì)算模型34-35
• 3.4 射流沖擊理論計(jì)算35-43
• 3.4.1 射流沖擊速度計(jì)算35-37
• 3.4.2 射流沖擊力及應(yīng)力分析計(jì)算37-43
• 3.5 射流沖擊葉輪計(jì)算實(shí)例43-44
• 3.5.1 射流沖擊載荷計(jì)算43-44
• 3.5.2 葉輪強(qiáng)度校核44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 第4章 離心泵葉輪內(nèi)部三維流場(chǎng)數(shù)值模擬45-65
• 4.1 單向流固耦合仿真環(huán)境的建立45
• 4.2 葉輪內(nèi)部流體域建模與網(wǎng)格劃分45-51
• 4.2.1 葉輪三維實(shí)體模型建立45-47
• 4.2.2 葉輪內(nèi)部流體域的建立47-49
• 4.2.3 葉輪內(nèi)部流體域?qū)嶓w模型網(wǎng)格劃分49-51
• 4.2.4 葉輪內(nèi)部流體域網(wǎng)格檢查51
• 4.3 FLUENT 數(shù)值模擬求解設(shè)定51-53
• 4.3.1 邊界條件設(shè)置51-53
• 4.3.2 湍流模型和求解方法53
• 4.4 數(shù)值模擬結(jié)果及分析53-63
• 4.4.1 耦合面速度場(chǎng)分析54-57
• 4.4.2 耦合面壓力場(chǎng)分析57-63
• 4.5 本章小結(jié)63-65
• 第5章 基于 Workbench 12 流固耦合的離心泵葉輪應(yīng)力分析65-75
• 5.1 線性靜力分析基礎(chǔ)65
• 5.2 葉輪模型網(wǎng)格劃分65-66
• 5.3 流體作用載荷導(dǎo)入66-70
• 5.4 靜力分析求解及強(qiáng)度校核70-74
• 5.4.1 靜力分析求解設(shè)置70
• 5.4.2 葉輪強(qiáng)度校核70-73
• 5.4.3 葉輪變形分析73-74
• 5.5 本章小結(jié)74-75
• 第6章 離心泵耐高壓流體沖擊試驗(yàn)研究75-85
• 6.1 動(dòng)力裝置耐沖擊模擬試驗(yàn)系統(tǒng)裝置圖75-77
• 6.2 蓄能器參數(shù)確定77-82
• 6.2.1 蓄能器罐體尺寸參數(shù)78
• 6.2.2 動(dòng)力裝置殼體注水容積及注水后殼體內(nèi)空氣壓力78-79
• 6.2.3 蓄能器罐體充氣容積79-81
• 6.2.4 罐體充水容積81
• 6.2.5 蓄能器罐體內(nèi)充水液位的確定81-82
• 6.3 試驗(yàn)方法82-83
• 6.4 試驗(yàn)結(jié)論83
• 6.5 本章小結(jié)83-85
• 第7章 總結(jié)與展望85-87
• 7.1 本文研究總結(jié)85-86
• 7.2 研究展望86-87
• 參考文獻(xiàn)87-93
• 攻讀碩士期間已發(fā)表論文93-95
• 致謝95

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本文編號(hào)：689508