电潜泵叶轮缺陷的流场参数扰动有限元分析

发布时间：2020-09-14 13:37

　　本文利用Gambit对电潜泵的单级封闭式圆柱型叶轮进行建模,采用流体仿真软件Fluent研究了叶轮流道水力结构变化对流道流量的影响。选用标准k??模型对有缺陷叶轮流道的流场进行仿真分析,研究了叶轮流量、缺陷的尺寸和位置、缺陷形状等对叶轮流道内流场的影响。将数值仿真分析结果与依据附面层理论和流体并联管路原理得出的理论分析结果进行了对比和验证,对理论分析结果的局限性与不足进行了相关补充与完善,同时也验证了理论模型的正确性。缺陷正面迎接流体时,流体绕流在缺陷后部形成的尾流区长度与流速及缺陷迎风面积有关,流速快使尾流区长度缩短,迎风面积大使尾流区长度延长。尾流区长度越大,缺陷产生的流体局部阻力系数越大,阻力系数与缺陷所在位置处参考流速平方的乘积代表流体的动压损失,其值决定叶轮各流道流量的分配。通过对含缺陷流道的流量变化与缺陷在流道中位置、缺陷尺寸、形状等之间关系的仿真分析,得到了有益的研究结果。研究结果表明,缺陷径向位置变化对流量分配的影响在低速区较小,在流道中心及高速区有较大影响;相同流道占用比条件下,在流道入口段和出口段,缺陷在同一径向位置由于圆心角度偏移产生的流量平方差变化相对较小,在流道中部,缺陷所处位置的圆心角偏移对流量平方差的影响相对较大;某一径向位置上缺陷产生的流量平方差与流道占用比的平方有关;四棱柱形缺陷产生的流体压力损失远大于圆柱形缺陷及半球形缺陷;叶轮的注入流量变化并不改变流道内流场的分布,只会改变每个点上的流体运动速度。采用流体冲击压力法检测流体流量时,为得到较高的测量灵敏度,压力传感器不能离泄流出口过远,泄流口截面要尽量小,使流体的自然出流阻力增大,逼迫流体将尽可能多的动能消耗于压力传感器的被冲击面,以转换为传感器的冲击压力变化。
【学位单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2014
【中图分类】：TH38

【相似文献】