非光滑叶片离心泵空蚀损伤特性研究

发布时间：2021-05-07 17:50

　　离心泵的空蚀损伤是造成离心泵故障的主要原因之一,空蚀损伤与空泡的非定常演化有着密切的关系,并且空蚀伴随着噪音和振动,导致离心泵效率显著降低,严重影响着离心泵的使用安全。因此迫切需要对空蚀损伤特性展开研究,探索空泡的非定常演化与空蚀损伤特性的关系,这对明确泵内流体流动状态及空蚀损伤产生机理有着重要的意义。本文通过对自然生物表面结构的抽取,在离心泵内最容易发生空化的叶片吸力面建立仿生非光滑表面结构。探索非光滑叶片对泵内压力脉动、空化及空蚀损伤的改善情况,了解非光滑表面的改善机理。本文主要的研究工作如下:1.依照皮皮虾的体表结构,对生物表面结构进行提取、抽象和简化,在离心泵最容易发生空化的吸力面布置仿生非光滑表面结构,研究仿生非光滑表面结构对离心泵空化性能的影响,寻找抗空化性能最佳的仿生非光滑表面结构并且解释空化造成离心泵扬程和效率下降的原因。结果表明:空泡的产生极易堵塞叶轮内过流通道造成扬程和效率的下降,圆形非光滑表面结构具有最佳的抗空化性能;2.在上一章的基础上继续探索圆形非光滑表面对离心泵空化性能的影响,分析监测点处含气率的变化以及空化发生时监测点处的压力脉动,明确具有最佳抗空化性能圆... 

【文章来源】：浙江工业大学浙江省

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 离心泵非定常流动的研究
        1.2.2 离心泵空化特性的研究
        1.2.3 离心泵空蚀特性的研究
    1.3 非光滑表面在离心泵上的研究
    1.4 本文主要研究内容
第2章 仿生非光滑表面结构对离心泵空化特性的影响
    2.1 仿生非光滑表面结构的抽取
    2.2 仿生非光滑表面离心泵水力参数及模型的建立
    2.3 计算流体域网格划分
    2.4 仿生非光滑表面离心泵内部流场数值计算
        2.4.1 流体控制方程
        2.4.2 湍流模型
        2.4.3 空化模型
        2.4.4 边界条件设置
    2.5 仿生非光滑表面离心泵空化性能预测及分析
        2.5.1 仿生非光滑表面离心泵外特性分析
        2.5.2 仿生非光滑表面离心泵内部流场特性分析
        2.5.3 仿生非光滑表面离心泵内部空化特性分析
    2.6 本章小结
第3章 圆形非光滑表面结构对离心泵空化特性的影响
    3.1 引言
    3.2 圆形非光滑表面结构
    3.3 圆形非光滑表面离心泵空化数值计算
        3.3.1 空化数值计算参数设置
        3.3.2 监测点设置
    3.4 圆形非光滑表面离心泵空化性能分析
        3.4.1 圆形非光滑表面离心泵外特性曲线
        3.4.2 圆形非光滑表面离心泵的空化特性
        3.4.3 圆形非光滑表面离心泵空泡体积分布分析
        3.4.4 圆形非光滑表面离心泵监测点含气率分析
        3.4.5 圆形非光滑表面离心泵叶轮内流场分布分析
    3.5 圆形非光滑表面离心泵空化压力脉动分析
        3.5.1 压力脉动分析
    3.6 本章小结
第4章 圆形非光滑表面结构对离心泵空蚀特性的影响
    4.1 引言
    4.2 圆形非光滑表面离心泵空蚀性能分析
        4.2.1 初生空化时监测点内气体体积分率与空蚀损伤能量分析
        4.2.2 严重空化时监测点内气体体积分率与空蚀损伤能量分析
        4.2.3 设计流量下圆形非光滑表面离心泵空蚀性能分析
    4.3 本章小结
第5章 试验研究
    5.1 3D打印非光滑表面叶轮
    5.2 试验装置及方法
        5.2.1 试验装置
        5.2.2 试验方案的设
    5.3 试验结果及分析
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间参加的科研项目和成果



本文编号：3173817