非光滑表面流动减阻特性在离心泵上的应用研究

发布时间：2017-09-08 08:35

  本文关键词：非光滑表面流动减阻特性在离心泵上的应用研究

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【摘要】：水处理、石化、电力、石油和天然气、农业和其他行业的加速发展,以及重点工程的建设,对泵类产品的需求也将不断扩大,预计未来几年还会保持高度需求状态。有液体流动的地方就有泵的存在,泵在国民经济中发挥着重要的作用。在石油、天然气长距离输送的过程中,泵站的动力几乎全部用于克服壁面的摩擦阻力。减阻就意味着节能,减小壁面的流动摩擦损失,提高能源利用率,不但具有很高的应用价值,而且具有广泛的经济价值。论文在浙江省自然科学基金项目:仿生非光滑射流表面耦合减阻特性及边界层控制研究(LQ15E050005)的资助下,本文的主要研究工作和成果如下:1.依照蜣螂、鲨鱼特殊的体表结构,对其进行提取、抽象和简化,根据离心泵的结构和工作原理建立了适用于离心泵的半圆形凹坑非光滑表面和V型沟槽非光滑表面减阻计算模型;2.选取不同的非光滑单元体形态和排布方案并运用数值模拟和试验验证的方法,对非光滑表面离心泵叶轮减阻计算模型进行了计算和分析;3.研究了非光滑表面单元体的排布位置、形状及分布规律对离心泵性能、叶片壁面的剪应力和速度分布的影响,探索了非光滑表面相关因素对其减阻性能的影响规律;4.针对离心泵内部固-液两相流体的流动规律,基于非光滑表面减阻技术,建立了凹坑型非光滑表面叶片模型;5.选取Euleriar多相流模型进行数值计算,分析了非光滑表面叶片固-液两相流动的减阻特性,研究了不同体积浓度Cv下,固相颗粒的分布规律以及非光滑表面对叶片壁面剪应力的影响。
【关键词】：离心泵 非光滑表面 叶轮 减阻 固-液两相流
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH311
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-22
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 表面减阻技术的国内外研究现状10-17
• 1.2.1 表面减阻方法综述10-14
• 1.2.2 非光滑表面减阻技术研究14-16
• 1.2.3 非光滑表面减阻机理16-17
• 1.3 离心泵内部流体的能量损失及提高效率的方法17-20
• 1.4 本文主要研究内容20
• 1.5 技术路线20-22
• 第2章 非光滑表面提取及模型泵性能预测22-40
• 2.1 非光滑表面提取22-24
• 2.2 非光滑单元体位置及布置方式24-25
• 2.3 非光滑单元体尺寸确定25-26
• 2.4 模型泵造型及水力结构参数26-30
• 2.4.1 计算模型参数26-28
• 2.4.2 数值计算模型建立28
• 2.4.3 网格划分及无关性验证28-30
• 2.5 计算前处理设定30-34
• 2.5.1 前处理边界条件30-32
• 2.5.2 控制方程和湍流模型的选取32-34
• 2.6 离心泵计算模型性能预测及分析34-39
• 2.6.1 离心泵数值计算34-36
• 2.6.2 离心泵内部流场分析36-39
• 2.7 本章小结39-40
• 第3章 非光滑表面离心泵叶轮流动减阻特性40-56
• 3.1 叶轮流体流动减阻评定标准及减阻率40-42
• 3.2 非光滑表面离心泵叶轮分析42-54
• 3.2.1 叶片非光滑表面方案设计42-44
• 3.2.2 叶片非光滑表面计算结果44-45
• 3.2.3 非光滑表面叶片对离心泵性能的影响45-47
• 3.2.4 非光滑表面叶片壁面剪应力分析47-53
• 3.2.5 非光滑表面叶片壁面速度场分析53-54
• 3.3 本章小结54-56
• 第4章 非光滑表面离心泵固-液两相流动分析56-68
• 4.1 固-液两相流动离心泵非光滑表面计算模型57
• 4.2 离心泵固-液两相流动数学模型及边界条件设置57-59
• 4.2.1 固-液两相流动数学模型57-58
• 4.2.2 离心泵固-液两相流动湍流模型和边界条件58-59
• 4.3 固-液两相流动对离心泵性能的影响59-62
• 4.3.1 固相颗粒体积浓度对离心泵外特性的影响59-60
• 4.3.2 固相体积浓度对颗粒分布的影响60-62
• 4.4 非光滑表面叶片固-液两相流动减阻特性62-67
• 4.4.1 非光滑表面叶片背面壁面剪应力分析62-65
• 4.4.2 非光滑表面叶片背面颗粒分布65-67
• 4.5 本章小结67-68
• 第5章 试验研究68-74
• 5.1 非光滑表面离心泵叶轮快速成型68-69
• 5.2 试验装置及方法69-71
• 5.3 试验结果及分析71-73
• 5.3.1 离心泵扬程试验结果对比71-72
• 5.3.2 离心泵扭矩检测及效率计算结果72-73
• 5.4 本章小结73-74
• 第6章 总结与展望74-76
• 6.1 总结74-75
• 6.2 展望75-76
• 符号说明76-77
• 参考文献77-80
• 致谢80-81
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果81

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5 周长海;任露泉;张锐;丛茜;;信鸽羽毛非光滑表面形态学分析[A];中国农业机械学会成立40周年庆典暨2003年学术年会论文集[C];2003年

6 胡晓阳;刘民才;王健;;大口径超光滑表面加工工艺[A];中国工程物理研究院科技年报（2000）[C];2000年

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