混输泵半螺旋形吸入室流场模拟及设计修型
本文选题:吸入室 切入点:包角 出处:《兰州理工大学》2011年硕士论文
【摘要】:泵吸入室的主要作用就是为压缩级提供均匀来流以提高泵的效率。对于混输泵来说,要尽量避免气液分离。设计并优化吸入室对提高混输泵整体性能有重要意义。 本文利用Pro/e对自行设计的第三代样机YQH-100型混输泵半螺旋形吸入室进行三维建模,得到不同包角的三个吸入室模型,并利用CFD软件对三个吸入室模型不同含气率下的流场进行模拟,得到了速度场、压力场、气相分布的规律,并经分析,得出最适合模型的断面尺寸、隔舌角度;隔舌角度大小对但旋涡强度有一定影响,采取隔舌与水平面成67.5°时的半螺旋形吸入室的设计最为合理;通过在吸入室与压缩级间设计一环形过渡段,可使压缩级进口的流场分布更均匀。 据模拟结果,对吸入室进行修型的方法是可行和有效的,这为同类吸入室的优化设计提供了一定的理论依据和参考价值。本课题研究的主要内容如下 1.从流体机械和流体力学的基本理论出发,设计合适的几何模型,并应用相关两相流模型进行模拟,着重考虑模型对副相(气相)体积含量的敏感度。 2.在体积含气量为30%, 50% , 80%时,对吸入室内部进行流场模拟,分别从速度场、静压场、气相分布这三种情况分析该吸入室的结构是否符合设计的要求及吸入室内部流场在含气量变化下的变化趋势。 3.单独分析完吸入室后,把吸入室与压缩级藕合起来。也是在这三种含气量的情况下,对吸入室内部流场进行模拟。这个时候重点分析吸入室与压缩级的相互影响,看叶轮扰动对吸入室内部流场的影响。 4.吸入室与压缩级藕合后,它们之间的影响是相互的,本文既分析了吸入室对压缩级的影响,同时也分析了压缩级对吸入室出口处速度、压力的影响。 5.在分析了内部流场之后,再分析静叶出口处的流场,由此判定总压及扬程是否符合设计的要求。 6.确定了合适的吸入室模型后针对吸入室内介质流动情况在吸入室与压缩级间设计一环形过渡段,并对比有无过渡段对吸入室及压缩级内介质流动的区别,结果表明在吸入室与压缩级间设计一环形过渡段,可使压缩级进口的流场分布更均匀。
[Abstract]:The main function of pump suction chamber is to provide uniform flow for compression stage to improve pump efficiency.For mixed pump, try to avoid gas-liquid separation.It is important to design and optimize the suction chamber to improve the overall performance of the pump.In this paper, Pro/e is used to model the semi-helical suction chamber of the third generation YQH-100 hybrid pump designed by ourselves, and three suction chamber models with different envelope angles are obtained.The flow field of three suction chamber models with different gas content was simulated by CFD software, and the velocity field, pressure field and gas phase distribution were obtained. After analysis, the section size and tongue angle of the model were obtained.The angle of tongue barrier has a certain influence on the intensity of vortex, and the design of semi-helical suction chamber is most reasonable when the angle between the tongue and the horizontal plane is 67.5 掳, and a circular transition section is designed between the suction chamber and the compression stage.The flow field at the inlet of the compression stage can be distributed more evenly.According to the simulation results, it is feasible and effective to modify the suction chamber, which provides a certain theoretical basis and reference value for the optimization design of the similar suction chamber.The main contents of this research are as follows1.Based on the basic theory of fluid mechanics and fluid mechanics, an appropriate geometric model is designed, and the correlation two-phase flow model is used to simulate the model. The sensitivity of the model to the volume content of the accessory phase (gas phase) is considered.2.When the volume of gas is 30%, 50% and 80%, the flow field inside the suction chamber is simulated, respectively from the velocity field and the static pressure field.The structure of the suction chamber is in accordance with the design requirements and the variation trend of the flow field in the suction chamber under the change of the gas content is analyzed.3.After analyzing the suction chamber separately, the suction chamber is coupled with the compression level.In the case of these three kinds of gas content, the flow field in the suction chamber is simulated.At this time, the interaction between suction chamber and compression stage is analyzed, and the influence of impeller disturbance on the flow field in suction chamber is analyzed.4.After coupling between suction chamber and compression stage, the influence of suction chamber on compression stage is analyzed, and the influence of compression stage on velocity and pressure at outlet of suction chamber is also analyzed in this paper.5.After analyzing the internal flow field, the flow field at the outlet of the stator blade is analyzed to determine whether the total pressure and the head meet the design requirements.6.After determining the appropriate suction chamber model, a circular transition section is designed between the suction chamber and the compression stage for the medium flow in the suction chamber, and the difference between the medium flow in the suction chamber and the compression stage is compared.The results show that an annular transition section is designed between the suction chamber and the compression stage, which can make the flow field distribution more uniform at the inlet of the compression stage.
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH38
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,本文编号:1717565
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