离心泵进口回流漩涡空化的动态特性研究
发布时间：2021-06-23 18:06
当离心泵进口回流现象发生时,不仅会导致进入叶轮的流量发生周期性脉动,还会导致叶轮进口轴线附近的压力降低,诱导回流漩涡空化的产生,进一步恶化叶轮进口的流动。为研究进口回流和回流漩涡空化现象,本文采用数值模拟和试验研究相结合的方法针对不同叶轮方案的模型泵的水力特性、空化特性及非定常特性进行了研究。本文的主要研究内容和成果如下:1.总结了进口回流、回流漩涡空化、空化数值模拟的国内外研究现状。阐述了进口回流和回流漩涡空化的目前研究中存在的问题。2.首先针对模型泵的内部流动进行了定常数值模拟研究。探讨了回流发生与流量的关系,回流发生时叶轮进口的流动状态,进口管内的速度、压力分布,得到以下研究结论:（1）进口回流影响范围随着流量的降低而扩大;三种方案中,C叶轮回流现象非常明显,A叶轮较弱;回流使叶轮进口出现明显的周向速度和反向轴向速度,以及边缘高、中心低的压力分布。（2）回流产生的原因可以归纳:当流量降低时,部分流体质点在离心力的作用下撞向固体壁面,造成该区域的速度和压力变化,形成回流。3.其次针对模型泵的内部空化流动进行了定常数值模拟研究。研究了不同空化系数下的叶轮内的空泡分布,探讨了回流漩涡空...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
泵内叶轮的空化形式
（a）分流叶片水体 （b）蜗壳图 3.1 模型泵的三维造型Fig. 3.1 Three dimensional model of the centrifugal pump格无关性分析研究中所采用的网格在 ICEM CFD 中生成。六面体结构化网格具网格质量便于控制，能够保证边界层网格，结果收敛性较好等优点、前泵腔、叶轮、蜗壳和出水管水体采用六面体结构网格进行划分格添加了边界层，使得 y+值最大值小于 300，从而满足湍流模型对部分结构网格如图 3.2 所示。
（c）带有分流叶片的叶轮 （b）蜗壳图 3.2 离心泵六面体网格划分Fig. 3.2 The hexahedral mesh of the centrifugal pump by ICEM CFD证模拟的结果准确性，同时也为不耗费过长时间，选取了网格数量57 万、302 万和 366 万的 4 套网格进行数量无关性分析。通过对下的预测值与试验值之间的相对误差，来确定适合的网格数。具体2 所示。从表中可知，第三套网格对应的相对误差为 2.54%，与试此选取该套网格进行后续计算，该套网格各个流体计算域的详细。表 3.2 网格无关性分析Tab. 3.2 Grid independence check（万） 计算扬程（H/m） 试验扬程（H/m） 误差（%）66 33.634.1257 33.28 3.03
【参考文献】：
期刊论文
[1]螺旋离心泵内不稳定漩涡空化对出口压力的影响[J]. 邓育轩,纪燕飞,何立东,王灵德. 流体机械. 2017(08)
[2]“十三五”节能减排综合工作方案[J]. 建材发展导向. 2017(04)
[3]离心泵进口回流诱导的空化特性[J]. 付燕霞,沈陈栋,袁建平,夏水晶. 排灌机械工程学报. 2016(10)
[4]前置导叶对轴流泵马鞍区工况回流涡特性的影响[J]. 程千,冯卫民,周龙才,李娜. 农业机械学报. 2016(04)
[5]螺旋离心泵叶轮区域漩涡空化的计算与分析[J]. 邓育轩,李仁年,韩伟,王东伟,杨文洁. 兰州理工大学学报. 2015(03)
[6]半开式离心泵变工况叶顶间隙的流动特性[J]. 贾晓奇,聂小林,涂必成,崔宝玲. 农业工程学报. 2015(04)
[7]螺旋离心泵内回流涡空化特性[J]. 邓育轩,李仁年,韩伟,杨文洁,李正贵,张毅鹏. 农业工程学报. 2015(01)
[8]叶片数对离心泵小流量工况空化特性的影响[J]. 付燕霞,袁寿其,袁建平,周帮伦,王鹏. 农业机械学报. 2015(04)
[9]螺旋离心泵内非定常漩涡空化的计算与分析[J]. 邓育轩,李仁年,韩伟,王东伟. 华中科技大学学报(自然科学版). 2014(09)
[10]离心泵内空化流动诱导非定常激励特性[J]. 高波,孙鑫恺,杨敏官,张宁. 机械工程学报. 2014(16)
博士论文
[1]涡轮泵及诱导轮流动不稳定性及空化特性研究[D]. 付燕霞.江苏大学 2014
硕士论文
[1]离心泵进口回流诱导的空化特性研究[D]. 沈陈栋.江苏大学 2016
本文编号：3245411
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
泵内叶轮的空化形式
（a）分流叶片水体 （b）蜗壳图 3.1 模型泵的三维造型Fig. 3.1 Three dimensional model of the centrifugal pump格无关性分析研究中所采用的网格在 ICEM CFD 中生成。六面体结构化网格具网格质量便于控制，能够保证边界层网格，结果收敛性较好等优点、前泵腔、叶轮、蜗壳和出水管水体采用六面体结构网格进行划分格添加了边界层，使得 y+值最大值小于 300，从而满足湍流模型对部分结构网格如图 3.2 所示。
（c）带有分流叶片的叶轮 （b）蜗壳图 3.2 离心泵六面体网格划分Fig. 3.2 The hexahedral mesh of the centrifugal pump by ICEM CFD证模拟的结果准确性，同时也为不耗费过长时间，选取了网格数量57 万、302 万和 366 万的 4 套网格进行数量无关性分析。通过对下的预测值与试验值之间的相对误差，来确定适合的网格数。具体2 所示。从表中可知，第三套网格对应的相对误差为 2.54%，与试此选取该套网格进行后续计算，该套网格各个流体计算域的详细。表 3.2 网格无关性分析Tab. 3.2 Grid independence check（万） 计算扬程（H/m） 试验扬程（H/m） 误差（%）66 33.634.1257 33.28 3.03
【参考文献】：
期刊论文
[1]螺旋离心泵内不稳定漩涡空化对出口压力的影响[J]. 邓育轩,纪燕飞,何立东,王灵德. 流体机械. 2017(08)
[2]“十三五”节能减排综合工作方案[J]. 建材发展导向. 2017(04)
[3]离心泵进口回流诱导的空化特性[J]. 付燕霞,沈陈栋,袁建平,夏水晶. 排灌机械工程学报. 2016(10)
[4]前置导叶对轴流泵马鞍区工况回流涡特性的影响[J]. 程千,冯卫民,周龙才,李娜. 农业机械学报. 2016(04)
[5]螺旋离心泵叶轮区域漩涡空化的计算与分析[J]. 邓育轩,李仁年,韩伟,王东伟,杨文洁. 兰州理工大学学报. 2015(03)
[6]半开式离心泵变工况叶顶间隙的流动特性[J]. 贾晓奇,聂小林,涂必成,崔宝玲. 农业工程学报. 2015(04)
[7]螺旋离心泵内回流涡空化特性[J]. 邓育轩,李仁年,韩伟,杨文洁,李正贵,张毅鹏. 农业工程学报. 2015(01)
[8]叶片数对离心泵小流量工况空化特性的影响[J]. 付燕霞,袁寿其,袁建平,周帮伦,王鹏. 农业机械学报. 2015(04)
[9]螺旋离心泵内非定常漩涡空化的计算与分析[J]. 邓育轩,李仁年,韩伟,王东伟. 华中科技大学学报(自然科学版). 2014(09)
[10]离心泵内空化流动诱导非定常激励特性[J]. 高波,孙鑫恺,杨敏官,张宁. 机械工程学报. 2014(16)
博士论文
[1]涡轮泵及诱导轮流动不稳定性及空化特性研究[D]. 付燕霞.江苏大学 2014
硕士论文
[1]离心泵进口回流诱导的空化特性研究[D]. 沈陈栋.江苏大学 2016
本文编号：3245411
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3245411.html
