梯形迷宫螺旋泵的设计理论、数值模拟与实验研究

发布时间：2020-07-04 07:33

【摘要】：随着石油化工、航天航空、电镀冶金、制药等工业的迅猛发展,流体机械的应用范围日益增加,性能优越的新型特种泵的研究开发必将受到人们更多的关注。为填补离心泵在高扬程小流量的性能空白区,并能在实际运行工况下输送工艺过程中腐蚀性、放射性流体介质和含有固体颗粒的流体介质;国内外学者在迷宫密封泵送机理基础上展开了对新型迷宫螺旋泵的研究开发。目前,国内外对迷宫螺旋泵的研究还处于摸索阶段,还没有形成比较系统的设计理论或设计方法。鉴于人们对迷宫螺旋泵工作机理的本质认识还不足,本课题从梯形迷宫螺旋泵理论分析、数值模拟、实验研究三个方面综合考虑,对梯形迷宫螺旋泵的设计、运行特性进行了研究,来保证研究的正确性和可靠性,为实际工程设计和应用提供参考依据。本文主要工作如下: 1.理论分析:在文献基础上推导出相应的理论计算公式并初步提出梯形迷宫螺旋泵设计方法;结合流体机械专业知识,设计出迷宫泵的总体结构图、生产零件图、实验装置图。 2.数值模拟:利用PROE对梯形迷宫螺旋泵进行三维建模,并对其流道实体模型利用GAMBIT划分网格,在此基础上用CFD软件FLUENT对流场采用标准的双方程k-ε紊流模型进行数值模拟计算,计算在贴体坐标系和交错网格中进行并采用了SIMPLEC算法。计算结果得到了梯形迷宫螺旋泵内湍流流动的速度、压力分布规律,揭示内部流动的主要特征。这些为判定水力设计的合理性提供科学的依据,为设计改进和优化提供参考。 3.实验研究:安装建立实验测量装置,在实验台上进行梯形迷宫螺旋泵的性能测试实验。实践研究不同转速下的性能,验证迷宫螺旋泵设计计算公式、推导出迷宫螺旋泵的比例定律。 4.综合分析:比较计算结果和实验测试结果,验证了梯形迷宫螺旋泵设计方法的正确性、合理性。分析了梯形螺纹几何参数对迷宫泵性能的影响。 综合分析后发现,本文针对梯形迷宫螺旋泵给出的设计方法切实可行,设计参数合理,对实际生产有指导意义。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TH31
【图文】：

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江苏大学硕士学位论文图2一4迷宫螺旋泵过流面积示意图由上述分析并结合图2一3对应于A一A截面所截得的梯形螺纹的截面面积为:F’=二竺土些2止立2(2一5)式中:a—螺旋转子等腰梯形螺纹螺棱宽度;b—螺旋转子等腰梯形螺纹螺槽宽度;h—螺旋转子等腰梯形螺纹槽深;由于螺旋转子由z头梯形螺纹组成，并且对应于各截面在圆周方向上的截面面积投影(图2一3)，有:名=z(a+b)·hZSin“(2一6)同理，对于螺旋定子上对应的过流面积凡为:

【引证文献】

相关硕士学位论文 前3条

1 田国文;迷宫螺旋泵的数值模拟及性能分析[D];北京化工大学;2007年

2 郭亚男;迷宫螺旋泵几何参数对其性能影响的研究[D];北京化工大学;2008年

3 程旭;离式螺旋污水曝气装置的研制与优化[D];北京化工大学;2012年

本文编号：2740834