基于整机多相位三维流场数值模拟的管流式离心电泵性能预测
发布时间：2021-04-20 21:53
泵在众多工业领域中有着广泛的应用，发挥着重要的作用，同时，泵也是能源的消耗“大户”。传统设计方法的一般过程为：设计→试制样机→样机性能试验检测→修改设计→试制样机→样机性能试验检测，这样样机试制性能检测要经过多次，整个设计也要经过多次反复，缺点是设计周期长，设计成本高。近年来，随着计算流体动力学（CFD）的发展及应用，使得通过数值仿真，全面研究离心泵内部流动已经成为可能。相比之下，新型的CFD设计方法具有效率高、成本低、可重复性强等特点而被广泛引用。 本论文以150GYS160-32管流式离心电泵其中一个设计方案为研究对象，在对泵内整机流道区域建立模型的基础上利用现代非结构网格技术对其离散，用k-ε双方程模型对多个相位的各自不同工况下的内部流动进行了分析，并计算出相应的外特性曲线，综合讨论方案的优劣以利于最终设计方案的选择。主要研究工作如下： 首先，在查阅大量文献的基础上，综述了计算流体动力学在流体物理、网格技术以及计算方法等方面的最新发展及动态，以及CFD技术在流体机械内部流动数值模拟方面的应用，并对雷诺时均方程、标准k-ε模型和基于非结构网格的有限体积法和SIMPIEC...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
目录
符号说明
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 传统设计方法与现代基于CAD＼CFD优化设计方法的比较
1.2.1 传统的简化设计方法
1.2.2 现代基于CAD＼CFD的优化设计方法
1.3 计算流体动力学简介
1.3.1 计算流体动力学特征
1.3.2 计算流体动力学进展
1.3.3 计算流体动力学的优势
1.4 离心泵内部流动数值模拟
1.4.1 无粘性流动计算
1.4.2 分区考虑粘性效应的数值模拟
1.4.3 三维粘性数值模拟
1.5 本文研究内容
第二章 计算流体动力学的基本理论与方法
2.1 控制方程及分类
2.1.1 质量守恒方程
2.1.2 动量守恒方程
2.1.3 能量守恒方程
2.2 湍流理论及模型
2.3 常用紊流模型
2.4 两方程模型
2.4.1 RNG K-ε模型
2.4.2 Realizable k-ε模型
2.5 离散方法
2.5.1 有限差分法（FDM）
2.5.2 有限单元法（FEM）
2.5.3 有限分析法（FAM）
2.5.4 有限体积法（FVM）
2.6 代数方程求解的SIMPLE及SIMPLEC算法
第三章 内部流场的计算过程
3.1 网格的生成
3.2 Solidworks建模与网格生成方法
3.3 数据设置
第四章 内部流态分析与性能预测
4.1 引言
4.2 离心泵内部流态分析
4.2.1 设计工况下离心泵整机内定常流动分析
4.2.2 非设计工况下离心泵整机内定常流动分析
4.2.3 多相位角的设置
4.3 各性能参数的计算公式
4.4 计算结果分析
4.4.1 叶轮设计工况结果分析
4.4.2 多相位下叶轮设计工况结果分析
第五章 总结与展望
5.1 结论
5.2 展望
附图
参考文献
攻读学位期间所发表的学位论文发表目录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]32Sh-19离心泵流场的全三维数值模拟[J]. 王彦辉,康志忠,徐鸿,梁双印. 电站系统工程. 2003(06)
[2]采用B-L紊流模型的离心泵三维数值模拟[J]. 左红梅,杨华,汤方平,杜运才. 水泵技术. 2003(05)
[3]超小型离心泵内部流动研究[J]. 杨帆,李金伟,刘树红,吴玉林. 水泵技术. 2003(02)
[4]高速离心泵内部流动数值计算结果研究[J]. 徐朝晖,吴玉珍,吴玉林,陈乃兴. 水泵技术. 2003(01)
[5]离心泵内流场的数值模拟[J]. 唐辉,何枫. 水泵技术. 2002(03)
[6]CFD进展及其在离心泵叶轮内流计算中的应用[J]. 何有世,袁寿其,陈池. 水泵技术. 2002(03)
[7]低比速离心泵叶轮内三维不可压湍流场计算[J]. 陈池,袁寿其,郑铭. 动力工程. 2001(04)
[8]半开式离心泵叶轮内三维紊流的数值模拟[J]. 李海锋,穆忠波,吴玉林. 水泵技术. 2001(01)
[9]离心泵叶轮内流计算方法综述[J]. 陈池,袁寿其,金树德. 流体机械. 1999(02)
[10]离心泵叶片设计理论与应用研究进展综述[J]. 李文广. 水泵技术. 1998(05)
硕士论文
[1]离心泵叶轮内部三维紊流数值模拟研究[D]. 钱健.扬州大学 2003
本文编号：3150473
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
目录
符号说明
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 传统设计方法与现代基于CAD＼CFD优化设计方法的比较
1.2.1 传统的简化设计方法
1.2.2 现代基于CAD＼CFD的优化设计方法
1.3 计算流体动力学简介
1.3.1 计算流体动力学特征
1.3.2 计算流体动力学进展
1.3.3 计算流体动力学的优势
1.4 离心泵内部流动数值模拟
1.4.1 无粘性流动计算
1.4.2 分区考虑粘性效应的数值模拟
1.4.3 三维粘性数值模拟
1.5 本文研究内容
第二章 计算流体动力学的基本理论与方法
2.1 控制方程及分类
2.1.1 质量守恒方程
2.1.2 动量守恒方程
2.1.3 能量守恒方程
2.2 湍流理论及模型
2.3 常用紊流模型
2.4 两方程模型
2.4.1 RNG K-ε模型
2.4.2 Realizable k-ε模型
2.5 离散方法
2.5.1 有限差分法（FDM）
2.5.2 有限单元法（FEM）
2.5.3 有限分析法（FAM）
2.5.4 有限体积法（FVM）
2.6 代数方程求解的SIMPLE及SIMPLEC算法
第三章 内部流场的计算过程
3.1 网格的生成
3.2 Solidworks建模与网格生成方法
3.3 数据设置
第四章 内部流态分析与性能预测
4.1 引言
4.2 离心泵内部流态分析
4.2.1 设计工况下离心泵整机内定常流动分析
4.2.2 非设计工况下离心泵整机内定常流动分析
4.2.3 多相位角的设置
4.3 各性能参数的计算公式
4.4 计算结果分析
4.4.1 叶轮设计工况结果分析
4.4.2 多相位下叶轮设计工况结果分析
第五章 总结与展望
5.1 结论
5.2 展望
附图
参考文献
攻读学位期间所发表的学位论文发表目录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]32Sh-19离心泵流场的全三维数值模拟[J]. 王彦辉,康志忠,徐鸿,梁双印. 电站系统工程. 2003(06)
[2]采用B-L紊流模型的离心泵三维数值模拟[J]. 左红梅,杨华,汤方平,杜运才. 水泵技术. 2003(05)
[3]超小型离心泵内部流动研究[J]. 杨帆,李金伟,刘树红,吴玉林. 水泵技术. 2003(02)
[4]高速离心泵内部流动数值计算结果研究[J]. 徐朝晖,吴玉珍,吴玉林,陈乃兴. 水泵技术. 2003(01)
[5]离心泵内流场的数值模拟[J]. 唐辉,何枫. 水泵技术. 2002(03)
[6]CFD进展及其在离心泵叶轮内流计算中的应用[J]. 何有世,袁寿其,陈池. 水泵技术. 2002(03)
[7]低比速离心泵叶轮内三维不可压湍流场计算[J]. 陈池,袁寿其,郑铭. 动力工程. 2001(04)
[8]半开式离心泵叶轮内三维紊流的数值模拟[J]. 李海锋,穆忠波,吴玉林. 水泵技术. 2001(01)
[9]离心泵叶轮内流计算方法综述[J]. 陈池,袁寿其,金树德. 流体机械. 1999(02)
[10]离心泵叶片设计理论与应用研究进展综述[J]. 李文广. 水泵技术. 1998(05)
硕士论文
[1]离心泵叶轮内部三维紊流数值模拟研究[D]. 钱健.扬州大学 2003
本文编号：3150473
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/3150473.html
