大流量工况下离心泵内部流动特性研究

发布时间：2017-03-28 05:07

  本文关键词：大流量工况下离心泵内部流动特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：离心泵是一种应用广泛的通用机械，对各个行业的发展有着重要的作用。离心叶轮作为离心泵的关键过流部件，其作用是对流体做功，其结构对离心泵的内部流场和性能有着至关重要的作用。在叶轮运转过程中，不同进口流量对离心泵性能有着重要的影响，为了探究不同流量对离心泵内部流动特性的影响，，本文采用N-S方程和RNG k-ε湍流模型在4种不同流量工况下分别对离心泵进行定常和非定常数值模拟计算，4种工况分别为设计流量工况Qopt,1.3Qopt,1.5Qopt和1.7Qopt。通过不同工况下离心泵性能的对比，可为工程实际中由于人为的误操作以及各种非人为因素造成离心泵在大工况下运转所导致的不良后果提供一定的理论分析依据。论文的主要研究内容如下： 1.利用Pro/E软件对离心泵叶轮和蜗壳流道进行三维建模，使用Gambit对三维实体模型进行网格划分，最后利用Fluent软件对离心泵进行不同工况的数值计算，分析得出各种工况下离心泵内部流场的分布情况，并且与水力试验结果进行对比。 2.利用Fluent软件对离心泵在1.3Qopt,1.5Qopt以及1.7Qopt三种工况下进行数值定常计算，结合设计流量工况（Qopt）的计算结果，对比分析4种工况下离心泵的外特性以及内部流动特性。 3.计算离心泵在设计工况和1.7Qopt工况下的非定常流动，获得2种工况下不同时刻离心泵内部流场的分布规律，对比分析不同时刻泵内外特性的变化。
【关键词】：离心泵 大流量 流动特性 数值计算
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH311
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 课题研究背景及意义11-12
• 1.2 离心泵内部流动特性研究现状12-19
• 1.2.1 国外研究现状12-15
• 1.2.2 国内研究现状15-19
• 1.3 研究内容和结构19-20
• 1.3.1 主要研究内容19
• 1.3.2 论文结构19-20
• 1.4 本章小结20-21
• 第二章 数值计算的理论及模型建立21-32
• 2.1 CFD 基本原理21
• 2.2 控制方程组21-22
• 2.2.1 质量守恒方程21-22
• 2.2.2 动量守恒方程22
• 2.3 湍流模型22-24
• 2.3.1 单方程(Spalart-Allmaras)模型22
• 2.3.2 标准 k - 模型22-23
• 2.3.3 重整化群 k - 模型23
• 2.3.4 可实现 k - 模型23-24
• 2.4 控制方程的求解及离散化24
• 2.5 计算模型的建立24-28
• 2.5.1 二维模型24
• 2.5.2 水力模型24-26
• 2.5.3 三维建模26-28
• 2.6 计算域网格划分28-30
• 2.6.1 网格划分步骤29
• 2.6.2 网格划分29-30
• 2.7 边界条件30
• 2.8 本章小结30-32
• 第三章 离心泵不同工况的试验分析和数值定常计算32-50
• 3.1 不同工况定常计算模型选择32
• 3.2 数值模拟结果32-34
• 3.3 计算与试验结果分析34-36
• 3.4 设计工况结果分析36-37
• 3.5 不同工况定常计算结果分析37-49
• 3.5.1 压力分布37-42
• 3.5.2 速度分布42-49
• 3.6 本章小结49-50
• 第四章 离心泵非定常数值计算50-69
• 4.1 计算模型选择50
• 4.2 设计工况结果分析50-59
• 4.2.1 瞬时外特性曲线50-51
• 4.2.2 压力分布51-56
• 4.2.3 速度分布56-59
• 4.3 1.7Qopt工况结果分析59-68
• 4.3.1 瞬时外特性曲线59-60
• 4.3.2 压力分布60-66
• 4.3.3 速度分布66-68
• 4.4 本章小结68-69
• 第五章 总结与展望69-71
• 5.1 总结69-70
• 5.2 工作展望70-71
• 参考文献71-75
• 致谢75-76
• 攻读硕士学位期间的研究成果76

【参考文献】

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本文编号：271699