多级深井泵性能与压力脉动的级间差异性研究

发布时间：2023-12-07 17:45

　　深井泵作为抽取深井地下水以及地下石油等重要资源的主要设备,广泛应用于工业生产的各个领域。采用逐级叠加结构的深井泵长时间处于深井工作环境中,安装、检修难度较大,因此提高深井泵的水力性能,降低其运行过程中的不稳定性,已成为深井泵水力设计中的核心问题。本文在国家自然科学基金项目和江苏省自然科学基金项目的资助下,应用ANSYS CFX 18.0商用软件分别对单级、两级和三级的250QJ80型深井泵模型进行定常与非定常数值模拟,并通过外特性试验与压力脉动试验对数值模拟的准确性加以验证,主要研究内容及取得的研究成果如下:(1)简要回顾了深井泵产品的发展历史,探讨了CFD技术在深井泵中的应用,并介绍了泵内部压力脉动的研究现状。(2)对250QJ80型深井泵进行三维建模和网格划分,并对网格无关性进行分析,确定合适的湍流模型和边界条件。对三级深井泵进行了数值模拟和性能试验,发现随着流量的变化,试验结果与数值预测结果在全流量工况下具有一致的变化规律,证明所选择的计算方法可以准确地预测出该深井泵的性能。(3)采用ANSYS CFX 18.0软件对250QJ80型深井泵模型在单级、两级及三级时的性能分别进行了...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 深井泵产品发展史
        1.2.2 CFD技术在深井泵中的应用
        1.2.3 泵内部压力脉动的研究现状
    1.3 主要研究内容
第二章 多级深井泵的数值计算方法
    2.1 数值模拟的基本理论
        2.1.1 流体力学基本方程
        2.1.2 数值模拟方法分类
        2.1.3 数值离散方法
    2.2 泵几何模型
    2.3 深井泵性能的数值模拟
        2.3.1 三维建模
        2.3.2 网格划分
        2.3.3 网格无关性分析
        2.3.4 湍流模型选择
        2.3.5 边界条件
    2.4 数值模拟结果与试验结果的对比分析
    2.5 本章小结
第三章 不同级数深井泵的性能预测与试验研究
    3.1 数值模拟结果
        3.1.1 泵性能的数值模拟结果
        3.1.2 内流场分析
    3.2 泵性能试验与分析
        3.2.1 泵性能试验装置与方法
        3.2.2 泵性能试验结果
    3.3 本章小结
第四章 深井泵压力脉动级间差异性的数值计算与试验研究
    4.1 压力脉动基本理论
        4.1.1 压力脉动的产生机理
        4.1.2 压力脉动的研究方法
    4.2 非定常数值模拟
        4.2.1 非定常数值模拟设置
        4.2.2 监测点的布置
        4.2.3 压力脉动无量纲化
    4.3 不同级压力脉动的时域特性对比分析
        4.3.1 叶轮内压力脉动时域分析
        4.3.2 泵腔内压力脉动时域分析
        4.3.3 导叶内压力脉动时域分析
    4.4 压力脉动频域分析
        4.4.1 叶轮内压力脉动频域分析
        4.4.2 泵腔内压力脉动频域分析
        4.4.3 导叶内压力脉动频域分析
    4.5 非定常流动分析
    4.6 三级深井泵泵腔内的压力脉动试验
    4.7 数值模拟与试验结果对比
    4.8 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 研究总结
    5.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间参与的科研项目及取得的成果



本文编号：3870891