冲压焊接离心泵叶轮及蜗壳耦合特性准非定常数值模拟

发布时间：2023-06-28 04:53

　　本文通过CFD技术研究了冲压焊接离心泵过流部件在准非定常条件下的流动特点，分析了叶轮和蜗壳之间的耦合特性与离心泵性能的内在关系，并通过试验验证了数值预测的可靠性。在此基础上提出冲压焊接离心泵性能优化目标和措施。本文在初步水力设计、数值模拟和试验研究的基础上对冲压焊接离心泵进行了研究和总结，主要研究包括： 1．采用准非定常模拟冲压焊接离心泵过流部件内部流场。除了大流量工况，隔舌附近有一个低压区随着叶轮及蜗壳相对位置变化逐渐增大；小流量工况时，叶轮流道内发生了严重的回流和二次流现象；大流量工况时蜗壳出口存在流动分离。 2．对比了叶轮和蜗壳耦合面周向静压分布和径向速度分布规律，蜗壳周向不同位置时静压对流量变化的敏感性不同：最大静压和最小静压值一般发生在第Ⅳ断面到隔舌区域之间，由于蜗壳隔舌对叶轮出口附近流场的影响，隔舌两侧的静压值发生了突变。 3．基于准非定常对冲压焊接离心泵进行性能预测。在叶轮与蜗壳不同相对位置时，扬程、水力功率和水力效率预测值均出现了明显的波动；性能预测与试验结果对比表明：设计工况时准非定常性能预测具有很好的预测精度，非设计工况时性能预测的最大偏差在10％范围内。 4．提出...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景、目的及意义
    1.2 流体机械内部流动数值模拟研究现状和进展
        1.2.1 流体机械内部流动数值模拟现状
        1.2.2 离心泵叶轮和蜗壳耦合特性数值模拟现状和进展
    1.3 冲压焊接离心泵结构特点及研究方法
    1.4 本文研究的主要内容
第二章 流场计算基本理论与方法
    2.1 概述
    2.2 离心泵内部流动控制方程
        2.2.1 控制方程
        2.2.2 湍流模型
        2.2.3 边界条件
    2.3 数值计算方法
        2.3.1 流场求解方法
        2.3.2 数值离散方法
        2.3.3 网格生成技术
第三章 冲压焊接离心泵叶轮及蜗壳耦合特性数值模拟
    3.1 概述
    3.2 冲压焊接离心泵叶轮及蜗壳耦合方法及计算工况
        3.2.1 叶轮和蜗壳的耦合方法
        3.2.2 设计参数和性能要求
        3.2.3 计算工况及位置关系
    3.3 冲压焊接离心泵内部流场静压分布
        3.3.1 不同工况下冲压焊接离心泵内部流场静压分布
        3.3.2 叶轮和蜗壳耦合面静压分布
    3.4 冲压焊接离心泵内部流场速度分布
第四章 冲压焊接离心泵准非定常性能预测
    4.1 概述
    4.2 基于叶轮及蜗壳耦合特性的离心泵性能预测
        4.2.1 网格对性能预测的影响
        4.2.2 冲压焊接离心泵内部流动损失模型
        4.2.3 叶轮及蜗壳不同相对位置性能预测
        4.2.4 冲压焊接离心泵性能预测
    4.3 冲压焊接离心泵径向力数值预测
        4.3.1 冲压焊接离心泵径向力理论分析
        4.3.2 冲压焊接离心泵径向力数值预测
第五章 基于流场数值分析的冲压焊接离心泵优化设计
    5.1 概述
    5.2 基于数值分析的冲压焊接离心泵水力参数优化
        5.2.1 主要水力参数优化措施
        5.2.2 冲压焊接离心泵优化设计目标
    5.3 带分流叶片冲压焊接离心泵内部流场数值模拟
        5.3.1 计算模型及计算工况
        5.3.2 带分流叶片冲压焊接离心泵内部流场静压分布
        5.3.3 带分流叶片冲压焊接离心泵内部流场速度分布
    5.4 分流叶片对冲压焊接离心泵性能的影响
第六章 总结与展望
    6.1 研究结果总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
作者攻读硕士学位期间参与的科研项目及发表的论文



本文编号：3836018