口环间隙泄漏对离心泵叶轮强度及空化特性的影响

发布时间：2023-04-02 13:15

　　在对离心泵内流场进行数值模拟时,为了节省计算时间并简化计算过程以提高设计效率,通常忽略叶轮口环的影响,所得到的结果就会不全面,不准确。本文以DG-350型离心泵首级为研究对象,在考虑了口环间隙的情况下,对离心泵内部流场进行了数值模拟。基于ANSYS FLUENT,采用N-S方程、SIMPLE算法和标准k-ε湍流模型,研究了 0.3mm、0.5mm、0.7mm三种密封环间隙对水泵性能的影响,得到了不同工况下的叶轮、导叶和口环间隙等关键部位的压力、涡量、湍动能和空化区域分布图以及叶轮流道内的空化区域分布图,同时基于流固耦合方法,运用ANSYS WORKBENCH研究了口环间隙泄漏对水泵叶轮变形和强度的影响。通过单向流固耦合分析和双向流固耦合分析得到了叶轮的等效应力和变形分布图,对比模拟结果与实验结果,误差都在5%以内,符合实际工程问题的误差要求,计算与模拟结果可靠。研究表明:口环间隙的存在降低了叶轮入口和出口的压力差,随着间隙的增大,离心泵内的能耗、水力损失和容积损失增大,从而降低了离心泵的效能。由于口环与进口段交汇处的速度旋涡的存在,使得离心泵进口段与前口环交汇处区域的压力降低,从而导致...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文要研究的主要内容
2 数值计算方法与理论
    2.1 叶轮的绘型
    2.2 网格类型和质量优化
    2.3 网格的划分和无关性验证
    2.4 流体力学方程
    2.5 湍流理论
    2.6 本章结论
3 性能预测及外部特性分析
    3.1 模拟对象
    3.2 边界条件和计算方法
    3.3 内流场分析
    3.4 湍动能分析
    3.5 外部特性结果分析
    3.6 本章结论
4 口环间隙泄漏在流固耦合条件下对叶轮强度的影响
    4.1 耦合计算方法
    4.2 单向耦合结果分析
    4.3 双向耦合结果分析
    4.4 本章结论
5 口环间隙泄漏对离心泵空化特性的分析
    5.1 空化计算方法
    5.2 空化性能预测
    5.3 定常分析
    5.4 本章结论
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间参加的科研项目和发表的论文
学位论文数据集



本文编号：3779288