轴流水泵空化问题的研究

发布时间：2017-05-17 03:08

  本文关键词：轴流水泵空化问题的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：喷水推进作为一种特殊的船舶推进装置，具有抗空泡能力强、附体阻力小、保护性能好、噪声低、传动机构简单、适应变工况能力强、船舶操纵和动力定位性能佳等特点。60年代在高性能船艇上开始采用，并且发展非常迅猛，，目前喷水推进在高性能船艇上的优势已为人们所公认。 喷水推进器的核心部件是喷水推进泵。空化问题极大恶化了水泵的性能，研究轴流水泵的空化问题对于提高水泵的设计水平具有重要指导意义。 随着计算流体力学的发展和计算机性能的提高，用数值模拟来分析水泵内部的流动已经成为可能。应用数值模拟的方法可以对实验难以测量的参数进行预估，而不需要大量的实验，应用数值模拟的方法对水泵的进行分析和工程设计，有利于提高工作的可靠性和经济性。数值模拟方法已经成为流体机械设计的一个重要手段。 本文根据工程软件的格式要求，编制了与几种不同的叶片成型规律相对应的程序，以生成相应的数据文件对水泵进行建模，并利用全三维数值模拟软件FLUENT对轴流水泵内部流动进行了三维粘性数值模拟，计算中采用标准k-ε标准湍流模型，混合物多相模型与SIMPLE算法。通过对结果的比较和分析，得出了几种不同的叶型成型规律对水泵空化性能的影响，从而提出了利用CFD对水泵内部流场分析计算的方法，得到的结论对于轴流水泵的设计、改进有一定指导意义。
【关键词】：计算流体力学 喷水推进 轴流水泵 数值模拟 空化
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：U664
【目录】：

• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究的目的及意义9-10
• 1.2 技术发展概况10-13
• 1.3 本文的研究工作13-15
• 第2章 流体机械的空化与空蚀15-28
• 2.1 空化及空蚀机理15-23
• 2.1.1 空化现象15-16
• 2.1.2 空化初生16-18
• 2.1.3 空泡的发育及溃灭和空化类型18-20
• 2.1.4 空蚀机理20-23
• 2.2 空蚀破坏类型及对性能的影响23-25
• 2.3 空化与空蚀的防护及改善措施25-27
• 2.3.1 空化与空蚀的防护措施25-26
• 2.3.2 改善空化与空蚀性能的措施26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 计算流体力学基础28-53
• 3.1 计算流体力学的发展28-30
• 3.2 N—S方程30-33
• 3.3 k—ε模型33-35
• 3.4 方程的离散35-38
• 3.5 SIMPLE算法38-45
• 3.5.1 问题的提出38
• 3.5.2 交错网格38-41
• 3.5.3 SIMPLE算法41-45
• 3.6 两相流的处理45-48
• 3.6.1 两相流的混合物模型45-48
• 3.6.2 气穴的影响48
• 3.7 计算区域的离散化48-52
• 3.7.1 网格生成技术概述48-49
• 3.7.2 非结构网格生成技术49-52
• 3.8 本章小结52-53
• 第4章 轴流水泵设计53-63
• 4.1 水泵的主要性能参数53-54
• 4.2 轴流水泵的基本理论54-57
• 4.2.1 基元级54-55
• 4.2.2 反作用度55
• 4.2.3 径向平衡理论55-56
• 4.2.4 流型与叶片扭曲规律56-57
• 4.3 翼型理论57-61
• 4.3.1 孤立翼型的几何参数57-58
• 4.3.2 常用翼型58-59
• 4.3.3 翼叶造型59-61
• 4.4 轴流式叶轮的设计61-62
• 4.5 本章小结62-63
• 第5章 计算与结果分析63-115
• 5.1 原型的计算结果64-69
• 5.2 叶片后弯对空化性能的影响69-80
• 5.3 叶片后掠对空化性能的影响80-94
• 5.4 叶片下弯对空化性能的影响94-104
• 5.5 叶片上弯对空化性能的影响104-114
• 5.6 本章小节114-115
• 结论115-116
• 参考文献116-118
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果118-119
• 致谢119

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本文编号：372421