叶片包角与出口安放角对中比转速离心泵性能的影响研究
发布时间：2021-04-28 19:33
离心泵被广泛应用于水利、能源和石化等行业,其特点是结构简单、运行可靠、寿命长。离心泵叶轮是决定整个离心泵内部流场及性能的关键过流部件,叶片关键参数中的叶片包角和叶片出口安放角对叶片线型及流体在叶片表面的速度-压力分布、动力载荷分布有着重要的影响,因此合理设计叶片包角与出口安放角对于提高离心泵性能具有重要作用。目前就叶片包角与出口安放角对低比转速离心泵性能影响的研究较多,随着其比转速的提高,离心泵的流道变得宽大,离心泵的性能将会产生怎样的变化了。因此本文以比转速为103的中比转速离心泵为研究对象,基于RNG k-ε湍流模型和N-S控制方程,将不同的叶片参数模型在0.6Qd、0.8Qd、1.0Qd、1.2Qd、1.4Qd五种流量工况下进行离心泵的定常和非定常的数值模拟计算分析,从而探讨不同的叶片包角与出口安放角对中比转速离心泵水力性能、压力脉动、径向力的分布影响,为中比转速离心泵的高效稳定运行提供实际的工程借鉴。主要研究内容及成果如下:（1）探讨叶片包角、叶片出口安放角对中比转速离...
【文章来源】：西华大学四川省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题研究背景
1.3 中比转速离心泵性能研究现状
1.3.1 水力性能研究现状
1.3.2 非定常流研究现状
1.3.3 径向力研究现状
1.4 本文研究的意义及内容
2 模型泵及数值计算方法
2.1 中比转速离心泵几何参数设计方法
2.1.1 叶轮基本参数的确定
2.1.2 确定叶轮轴面尺寸
2.1.3 叶片数的选择
2.1.4 叶轮进出口角确定
2.1.5 叶片包角的确定
2.2 离心泵三维几何模型建立
2.3 网格划分与无关性检验
2.4 数值计算边界条件
2.5 计算模型
2.5.1 控制方程
2.5.2 湍流模型
2.6 本章小结
3 叶片包角与出口安放角对中比转速离心泵水力性能的影响
3.1 外特性分析
3.2 叶片包角与出口安放角对进口段的性能影响分析
3.3 叶片包角与出口安放角对叶轮和蜗壳的性能影响分析
3.3.1 压力流线图
3.3.2 速度云图
3.3.3 湍动能
3.3.4 设计工况下蜗壳断面速度分布
3.4 叶片包角与出口安放角对出口段的影响分析
3.5 本章小结
4 叶片包角与出口安放角对中比转速离心泵压力脉动的影响
4.1 压力脉动监测点的设置
4.2 设计工况下离心泵非定常时内部流场特性分析
4.2.1 不同时刻叶轮和蜗壳中截面的压力云图分布
4.2.2 不同时刻叶轮和蜗壳中截面速度矢量分布
4.3 离心泵流道内压力脉动时域特性研究
4.3.1 叶轮流道内监测点压力脉动时域特性分析
4.3.2 蜗壳流道内监测点压力脉动时域特性分析
4.4 离心泵流道内压力脉动频域特性研究
4.4.1 叶轮流道内监测点的压力脉动频域特性分析
4.4.2 蜗壳流道内监测点的压力脉动频域特性分析
4.5 本章小结
5 叶片包角与出口安放角对中比转速离心泵径向力的影响研究
5.1 径向力的计算方法
5.2 瞬态径向力的时域特性
5.2.1 叶轮径向力矢量分布
5.2.2 叶轮径向合力大小分布
5.3 瞬态径向力的频域特性
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]吸水室隔板对低比转速离心泵非定常特性影响[J]. 王健,严骏,刘厚林,邵昌,王勇. 流体机械. 2018(11)
[2]隔舌安放角对中比转速离心泵非定常性能的影响[J]. 万伦,宋文武,符杰,石建伟,虞佳颖. 灌溉排水学报. 2018(09)
[3]叶片包角对高比转速离心泵水力性能的影响研究[J]. 万伦,宋文武,虞佳颖,罗旭,陈建旭. 人民长江. 2018(15)
[4]高扬程两级双吸离心泵时序效应研究[J]. 叶长亮,王福军,李怀成,李震昙,宋青松. 水利学报. 2018(07)
[5]超低比转数离心泵的内部流动及非定常特性[J]. 陈杰,王勇,刘厚林,邵昌,张翔. 排灌机械工程学报. 2018(05)
[6]不同叶片出口角下离心泵压力脉动及径向力分析[J]. 张忆宁,曹卫东,姚凌钧,姜昕. 流体机械. 2017(11)
[7]基于CFD的悬臂式多级离心泵径向力与轴向力研究[J]. 蒋小平,吴家辉,冯琦,施卫东,王伟. 水电能源科学. 2017(11)
[8]导叶与隔舌相对位置对离心泵水力性能影响的数值研究[J]. 朱相源,江伟,李国君,彭小娜. 武汉大学学报(工学版). 2018(01)
[9]前后盖板长度对离心泵外特性与非定常特性的影响[J]. 郝治邦,杨中强. 灌溉排水学报. 2017(08)
[10]长短叶片叶轮双吸离心泵径向力数值仿真[J]. 张亮,李欣. 机械设计与制造. 2017(06)
硕士论文
[1]液化天然气潜液泵空化性能及压力脉动特性研究[D]. 赵晓凡.江苏大学 2018
[2]离心泵内非定常流动及其激励信号分析[D]. 杨丽.江苏大学 2017
[3]多级离心泵的水力性能研究[D]. 李帅领.扬州大学 2014
本文编号：3166047
【文章来源】：西华大学四川省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题研究背景
1.3 中比转速离心泵性能研究现状
1.3.1 水力性能研究现状
1.3.2 非定常流研究现状
1.3.3 径向力研究现状
1.4 本文研究的意义及内容
2 模型泵及数值计算方法
2.1 中比转速离心泵几何参数设计方法
2.1.1 叶轮基本参数的确定
2.1.2 确定叶轮轴面尺寸
2.1.3 叶片数的选择
2.1.4 叶轮进出口角确定
2.1.5 叶片包角的确定
2.2 离心泵三维几何模型建立
2.3 网格划分与无关性检验
2.4 数值计算边界条件
2.5 计算模型
2.5.1 控制方程
2.5.2 湍流模型
2.6 本章小结
3 叶片包角与出口安放角对中比转速离心泵水力性能的影响
3.1 外特性分析
3.2 叶片包角与出口安放角对进口段的性能影响分析
3.3 叶片包角与出口安放角对叶轮和蜗壳的性能影响分析
3.3.1 压力流线图
3.3.2 速度云图
3.3.3 湍动能
3.3.4 设计工况下蜗壳断面速度分布
3.4 叶片包角与出口安放角对出口段的影响分析
3.5 本章小结
4 叶片包角与出口安放角对中比转速离心泵压力脉动的影响
4.1 压力脉动监测点的设置
4.2 设计工况下离心泵非定常时内部流场特性分析
4.2.1 不同时刻叶轮和蜗壳中截面的压力云图分布
4.2.2 不同时刻叶轮和蜗壳中截面速度矢量分布
4.3 离心泵流道内压力脉动时域特性研究
4.3.1 叶轮流道内监测点压力脉动时域特性分析
4.3.2 蜗壳流道内监测点压力脉动时域特性分析
4.4 离心泵流道内压力脉动频域特性研究
4.4.1 叶轮流道内监测点的压力脉动频域特性分析
4.4.2 蜗壳流道内监测点的压力脉动频域特性分析
4.5 本章小结
5 叶片包角与出口安放角对中比转速离心泵径向力的影响研究
5.1 径向力的计算方法
5.2 瞬态径向力的时域特性
5.2.1 叶轮径向力矢量分布
5.2.2 叶轮径向合力大小分布
5.3 瞬态径向力的频域特性
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]吸水室隔板对低比转速离心泵非定常特性影响[J]. 王健,严骏,刘厚林,邵昌,王勇. 流体机械. 2018(11)
[2]隔舌安放角对中比转速离心泵非定常性能的影响[J]. 万伦,宋文武,符杰,石建伟,虞佳颖. 灌溉排水学报. 2018(09)
[3]叶片包角对高比转速离心泵水力性能的影响研究[J]. 万伦,宋文武,虞佳颖,罗旭,陈建旭. 人民长江. 2018(15)
[4]高扬程两级双吸离心泵时序效应研究[J]. 叶长亮,王福军,李怀成,李震昙,宋青松. 水利学报. 2018(07)
[5]超低比转数离心泵的内部流动及非定常特性[J]. 陈杰,王勇,刘厚林,邵昌,张翔. 排灌机械工程学报. 2018(05)
[6]不同叶片出口角下离心泵压力脉动及径向力分析[J]. 张忆宁,曹卫东,姚凌钧,姜昕. 流体机械. 2017(11)
[7]基于CFD的悬臂式多级离心泵径向力与轴向力研究[J]. 蒋小平,吴家辉,冯琦,施卫东,王伟. 水电能源科学. 2017(11)
[8]导叶与隔舌相对位置对离心泵水力性能影响的数值研究[J]. 朱相源,江伟,李国君,彭小娜. 武汉大学学报(工学版). 2018(01)
[9]前后盖板长度对离心泵外特性与非定常特性的影响[J]. 郝治邦,杨中强. 灌溉排水学报. 2017(08)
[10]长短叶片叶轮双吸离心泵径向力数值仿真[J]. 张亮,李欣. 机械设计与制造. 2017(06)
硕士论文
[1]液化天然气潜液泵空化性能及压力脉动特性研究[D]. 赵晓凡.江苏大学 2018
[2]离心泵内非定常流动及其激励信号分析[D]. 杨丽.江苏大学 2017
[3]多级离心泵的水力性能研究[D]. 李帅领.扬州大学 2014
本文编号：3166047
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