基于CFD的环形射流泵性能研究

发布时间：2020-04-11 11:17

【摘要】：环形射流泵是一种利用高速射流作为动力来传递动量的流体机械和混合反应设备,广泛应用于实际工程中,如原油生产过程中的环形射流泵采油、渔业用环形射流泵运送鱼类、在水厂中利用环形射流泵来抽吸液氯和矾液等,对国民经济的发展起着推动作用。缺点是由于工作流体和被吸流体在混合过程中,能量损失很大,导致环形射流泵的效率较低。因此,在这些应用中,人们最关心的是环形射流泵的效率影响因素分析。对环形射流泵的效率影响因素的研究,是环形射流泵设计和生产应用中的重要依据。在以往的研究中,大多是针对等密度系统下环形射流泵效率的研究。但在实际工程应用中,工作流体与被吸流体往往呈现非等密度,采用等密度系统下的研究结果进行实际应用时,将会产生较大的误差,严重限制了环形射流泵的应用。为此,探讨深究非等密度系统下环形射流泵效率的影响因素是很有现实及工程指导意义的。本文以环形射流泵为研究对象,研究了非等密度系统下环形射流泵中进行的湍流流动,对流场和流动规律进行分析探索。研究过程中推导出环形射流泵的基本方程,并求出面积比a=3.11时,q-h和q-η的曲线。然后利用FLUENT仿真软件进行仿真模拟,分析密度比、速度比和转速如何影响环形射流泵的速度场、压力场以及效率值,最后,将正交试验法与数值计算方法相结合,找出本文模拟过程中的最优方案:密度比2.0,速度比40,转速Orad/s,并求得三者影响环形射流泵效率值的主次顺序:转速、速度比、密度比。
【图文】：

0＼逦＾逦？逡逑Ｉ－流核区；ＩＩ－基本区；ｍ－回流区；ｉｖ－管流区逡逑图２．２有限空间射流结构逡逑２．２．３工作原理逡逑射流泵是利用工作流体来运送物质的简单机械。它由喷嘴、喉管、扩散管逡逑及吸入室等部分组成。其工作原理如图２．３所示，工作流体（也称动力液）被抬逡逑高后沿压力管道进入喷嘴，工作流体在喷嘴处速度急剧增大，由于与空气之间逡逑１４逡逑

起始段逦基本段逡逑图２．１射流流动结构图逡逑２．２．２流动结构逡逑射流泵的流动结构，大致可以分成流核区、基本区、回流区和管流区四个逡逑区域，如图３．２所示。可以看出流核区的工作流体和被吸流体速度均保持不变，逡逑这是由于固体边壁的影响，工作流体与被吸流体还未接触，即还没发生能量的逡逑交换。基本区是在喷嘴出口后，工作流体与被吸流体开始接触，有能量的交换，逡逑导致工作流体速度减小，但是被吸流体速度变大，，即发生了能量的交换。回流逡逑区是由于高速运动的工作流体在固壁附近产生了低压区，导致被吸流体的一部逡逑分回流。回流区是一个可能有的区域。管流区是两种流体混合均匀，呈管道流逡逑的形式流出。逡逑工作流体日：ｊ逦ｊ邋：：ｉ逦°逡逑被吸流体：逦－；逦Ｊ邋／（￣0＼逦＾逦？逡逑Ｉ－流核区；ＩＩ－基本区；ｍ－回流区；ｉｖ－管流区逡逑图２．２有限空间射流结构逡逑２．２．３工作原理逡逑射流泵是利用工作流体来运送物质的简单机械。它由喷嘴、喉管、扩散管逡逑及吸入室等部分组成。其工作原理如图２．３所示
【学位授予单位】：中国计量大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH38

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本文编号：2623525