离心泵叶轮二元水力设计与数值模拟研究

发布时间：2017-05-12 13:18

  本文关键词：离心泵叶轮二元水力设计与数值模拟研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：离心泵设计主要包括水力设计和结构设计两部分，水力设计是离心泵由参数转化为真机的重要过程。在对离心泵内部流动合理假设的基础上，发展出了一元、二元以及三元水力设计理论。目前，多认为二元理论更适合于设计高比转速混流泵，，而基于二元理论的中低比转速离心泵设计则少有研究。 本文以流体力学中的有旋和有势流动理论为依据，推导了一元与二元叶轮水力设计的计算方法。以某系列小型电液循环泵为模型，按照一元与二元理论分别设计了比转速为60的低比转速离心泵Q7H50和比转速为94的中比转速离心泵Q25H52各两台，验证了中低比转速离心泵二元理论设计方法的可行性。借助计算流体力学软件FLUENT对设计模型内部流场进行数值模拟，对比得出了设计工况条件下一元与二元离心泵内流场分布特点及性能参数，并提出了改进的措施。
【关键词】：离心泵 二元理论 水力设计 数值模拟
【学位授予单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH311
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题背景及意义9
• 1.2 离心泵水力设计理论研究现状及趋势9-12
• 1.2.1 离心泵二元设计理论研究进展9-11
• 1.2.2 离心泵三元设计理论发展趋势11-12
• 1.3 离心泵内部流动数值模拟研究进展12-13
• 1.4 课题主要研究工作13-15
• 第2章 离心泵叶轮水力设计基本方程15-23
• 2.1 水力设计的基本方程15-17
• 2.2 有旋流动和有势流动的基本方程17-18
• 2.2.1 有旋流动的基本方程17-18
• 2.2.2 有势流动的基本方程18
• 2.3 离心泵内部流场数值模拟的基本方程18-21
• 2.3.1 控制方程18-19
• 2.3.2 湍流模型19-20
• 2.3.3 数值计算方法20
• 2.3.4 边界条件20-21
• 2.4 本章小结21-23
• 第3章 离心泵叶轮一元水力设计23-35
• 3.1 叶轮一元设计理论23
• 3.2 水力设计23-33
• 3.2.1 设计参数23
• 3.2.2 水力计算23-27
• 3.2.3 绘制叶轮轴面投影图27
• 3.2.4 检验轴面图的合理性27-28
• 3.2.5 绘制轴面流线28
• 3.2.6 叶片绘型28-32
• 3.2.7 速度变化情况检查32-33
• 3.3 本章小结33-35
• 第4章 离心泵叶轮二元水力设计35-45
• 4.1 离心泵叶轮二元设计理论35-36
• 4.1.1 叶片轴面流动涡线方程35-36
• 4.1.2 u 0有势流动的特点36
• 4.2 二元理论绘制轴面流线36-41
• 4.2.1 二元理论分点的计算方法36-39
• 4.2.2 二元理论分点实例39-41
• 4.3 叶片绘型41-43
• 4.4 本章小结43-45
• 第5章 叶轮内部流场数值模拟及性能对比45-55
• 5.1 离心泵流场三维造型及网格划分45-46
• 5.2 离心泵内部流场数值模拟46-50
• 5.2.1 计算条件46-47
• 5.2.2 数值模型47
• 5.2.3 数值模拟结果分析47-50
• 5.3 离心泵性能对比50-51
• 5.4 改进方案51-53
• 5.5 本章小结53-55
• 第6章 总结与展望55-57
• 6.1 总结55-56
• 6.2 展望56-57
• 参考文献57-63
• 攻读硕士期间已发表的论文63-65
• 致谢65

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