低比转速离心泵双吸叶轮内部流场的数值计算及分析

发布时间：2020-04-22 20:05

【摘要】：利用CFD技术对流体在流场内的运动规律进行数值模拟已成为研究离心泵的一种重要方法,但目前为止多是针对单吸式和单流道进行的。低比转速石油化工流程泵是石化和炼厂流程中普遍使用的产品,但其圆盘摩擦损失大、效率低、轴功率随流量增大而急剧上升、扬程曲线容易出现驼峰等缺点长期以来一直困扰着每一个生产厂家和用户,限制着国民经济的快速发展。本课题使用FLUENT6.0软件,采用标准k-ε紊流模型以及由Patankar和Spalding提出的SIMPLE算法,对HD型低比转速石油化工流程泵双吸式叶轮内部流场进行数值模拟,给出了其压力和速度的分布规律,揭示了其内部流动的主要特征,为离心泵双吸式叶轮设计提供了重要理论依据。并由计算结果绘制成离心泵扬程的特性曲线,与实验值进行了比较,达到指导工程实践的目的。其中对泵性能曲线的预测,减少了泵的模型制作、试制、实验费用,缩短了设计和制造周期,有一定理论及实用价值。以往对流程泵双吸式叶轮内部流场的数值模拟多是选取单流道进行的,这与双吸式的特点还是有很大差别的。本论文严格遵守实体模型进行建模,在边界条件设定上采用质量出口边界条件并给出了其应用条件,相对于其它出口边界条件的设定(如速度和压力出口,必须经过准确的计算或实验测定,给边界条件的设定带来了难度),质量出口边界条件以其简单有效使流场模拟研究得到简化。
【图文】：

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本课题选用的实体模型为HD400一160xZ型石油化工流程泵双吸式离心泵叶轮。该模型由前盖板、轮毅和叶片三部分组成。其主要设计参数和几何参数分别见表2一1和表2一2;图2一1是利用GAMBTI软件对双吸式离心泵叶轮的实体造型，为便于观察，去掉了前盖板。表2一1HD40)16Ox2型石油化工流程泵叶轮的设计工况参数表流流量量扬程程转速(rm/in)))轴功率率效率率汽蚀余量(耐耐(((衬/h)))(m)))))(kw)))(%)))))4440000160002950005400071113.777表2一2HD40}16Ox2型石油化工流程泵叶轮的设计几何参数表进口直径}轮毅直径}出口直径}出口宽度1出口角度}叶片数叶片包角n勺”177n节11102

双吸式叶轮,流道,边界条件,模型

采用体的对称复制命令，生成两个辅助体。(7)用一圆柱体依次减去叶片、轮毅及辅助体，，便可得到整个双吸式离心泵叶轮流道实体，见图2一。(8)分别选取进出口面为速度进口和质量出口的边界条件，见图2一2。只心仪图2一2双吸式叶轮流道模型及边界条件至此，HD400一160X2型石油化工流程泵的离心式双吸叶轮流道建模工作基本完成。GAMBIT2.0虽然可以实现高级绘图，但其修改功能相对较弱，如果没有合理的安排，建模过程中多次的重复和反复就有可能无法完成建模。因此首先对模型要有整体的规划，一定要以流道为建模的最终目标，而非叶片或其他部件;坐标系的选择也很重要，好的坐标系可以使模型简化，起到事半功倍的效果;最后就是关于实体和虚体的区别，一些复杂的图形生成体时，有可能一次无法生成实体，虚体可以弥补这个缺陷
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TH311

【引证文献】