泵的設(shè)計(jì)和選擇一般是按照均勻直管入流條件進(jìn)行的,但是實(shí)際工程中由于安裝空間限制、進(jìn)口泥沙淤積、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等原因,容易造成進(jìn)口流動不均勻現(xiàn)象,導(dǎo)致水泵效率降低、空化風(fēng)險(xiǎn)增加、壓力脈動增強(qiáng),對水泵系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。彎管入流是造成離心泵進(jìn)口不均勻流動最常見的原因之一,本文借助試驗(yàn)和數(shù)值模擬方法,對離心泵整體性能和壓力脈動特性進(jìn)行研究,分析不同彎管入流條件對離心泵內(nèi)部流動特性的影響,為離心泵進(jìn)口管路合理布置提供指導(dǎo),對提高離心泵運(yùn)行效率和安全穩(wěn)定性具有重要的理論和實(shí)踐意義。首先,對不同形式進(jìn)口管離心泵的外特性和壓力脈動性能進(jìn)行試驗(yàn)研究。根據(jù)現(xiàn)有試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)并加工一臺單級單吸離心泵,對不同彎管入流條件下的離心泵進(jìn)行外特性試驗(yàn),并采用高頻動態(tài)壓力傳感器對離心泵壓力脈動數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,通過對不同入流條件下離心泵的外特性及壓力脈動變化規(guī)律進(jìn)行分析,結(jié)果表明,彎管入流對離心泵外特性性能影響明顯,揚(yáng)程損失最大值為0.56m,效率損失最大值為3.7%。隨著彎管角度增大和直管段長度減小壓力脈動強(qiáng)度明顯增強(qiáng),且在小流量工況下影響更大。其次,對不同入流條件下離心泵進(jìn)行建模,進(jìn)行不同入流條件下離心泵定常和... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

離心泵PIV測試技術(shù)Fig.1-1PIVtesttechnologyofcentrifugalpump

西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文10圖2-1湍流數(shù)值模擬方法和湍流模型Fig.2-1Turbulencenumericalsimulationmethodandturbulencemodel文中在進(jìn)行CFD模擬計(jì)算時(shí)，選用的模型為標(biāo)準(zhǔn)模型，該模型具有穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性、計(jì)算速度快、計(jì)算資源消耗小等特點(diǎn)，因此成為湍流模型中應(yīng)用最廣泛的模型。標(biāo)準(zhǔn)kε模型通過求解湍動能和湍流耗散率的控制方程得到k和，在通過k和計(jì)算湍流黏度最終得到計(jì)算解。其中湍動能k的方程為：韨韨（2-6）耗散率的方程為：韨2韨（2-7）以上方程中，湍動能k為：2（2-8）耗散率為：韨（2-9）上式中為湍動黏度，定義式如下：μlρcμk2ε（2-10）

第二章三維湍流流場數(shù)值計(jì)算介紹11Pk為速度梯度引起的壓力生成項(xiàng)，定義式如下：Pkμlulxjuljxiulxj（2-11）以上公式中其他系數(shù)的值為：tt，t，t，2th2，ttth2.2數(shù)值計(jì)算方法2.2.1幾何模型本文所用計(jì)算模型為單級單吸全封閉葉輪離心泵，采用CF-Trubo軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，為使離心泵進(jìn)口入流液體得到充分發(fā)展以及避免離心泵出口回流現(xiàn)象，葉輪進(jìn)出口添加了輔助計(jì)算域，長度分別為對應(yīng)進(jìn)出口直徑的4倍。整個(gè)模型分為四個(gè)部分，分別是進(jìn)口段、葉輪、蝸殼、出口段，如圖2-2所示。圖2-2離心泵幾何模型Fig.2-2Geometricmodelofcentrifugalpump2.2.2網(wǎng)格劃分表2-1結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格對比Tab.2-1Comparisonfeaturesofstructuralandunstructuredgrids網(wǎng)格類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)網(wǎng)格網(wǎng)格為四邊形或六面體；參數(shù)化或插值法擬合，區(qū)域光滑，更接近實(shí)際模型；網(wǎng)格質(zhì)量好，生成速度快；計(jì)算容易收斂，精度較高。對模型要求較高，適用范圍教窄，無法處理復(fù)雜幾何模型；自動化程度不高，耗時(shí)耗力。非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格網(wǎng)格為三角形或四面體；適合復(fù)雜模型，實(shí)用性廣；網(wǎng)格生成容易，無需人工控制。數(shù)量大，計(jì)算時(shí)間長；計(jì)算結(jié)果不易收斂，計(jì)算精度低。計(jì)算流體力學(xué)是通過對控制方程進(jìn)行離散，從而得到網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上的信息數(shù)據(jù)，所以劃分網(wǎng)格是建立模型很重要的一個(gè)步驟，它不僅工作量很大，而且要求和考慮的問題比較多，


本文編號：2942606