液环泵内部气液两相流动及其性能研究

发布时间：2017-06-16 07:13

  本文关键词：液环泵内部气液两相流动及其性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：液环泵具有等温压缩、结构紧凑、使用维修方便等优点而被广泛应用于石油、冶金、医药、煤矿、电力及食品等许多行业领域。近年来,随着液环泵应用领域的拓展,其内部复杂的气液两相流动逐渐得到了国内外研究者的广泛关注。本论文的工作主要进行液环泵内部复杂气液两相流动数值模拟研究及外特性的实验研究,主要工作如下： 1.由于SZB型液环泵独特的结构特点,本论文选择SZB型液环泵为研究样机。在对液环泵内工作液体的运动情况和对吸气区、压缩区及排气区液环内表面形状进行理论分析的基础上,运用Matlab软件对液环泵的液环内界线进行计算。并将该计算结果与模拟结果及实验结果进行对比。 2.液环泵内部气液两相流动中存在不稳定的气液自由分界面及复杂的二次流结构。本论文介绍了目前较为流行的对具有自由分界面气液两相流的数值计算方法及界面重构方法。通过对目前较为流行的几种方法的对比,本论文选择VOF方法对液环泵内部流动进行数值计算。本文对VOF方法的数学原理及VOF方法中的几种界面重构方法进行了介绍和分析。 3.本文采用有限体积法离散控制方程,运用VOF气液两相流动模型对液环泵内部三维非稳态气液两相流动进行数值计算。对液环泵内的气液自由分界面进行追踪,分析泵内气液自由分界面的变化规律对液环泵进口真空度的影响。通过数值计算分析液环泵内的流线分布、速度分布、压力分布及相态分布,对泵内复杂的二次流进行分析。对液环泵进行实验研究。将数值计算结果与实验结果进行对比分析表明,运用VOF气液两相流动模型能够比较准确的描述液环泵内气液两相流动规律,追踪气液自由分界面,预估液环泵的水力性能。本研究为掌握液环泵的内部流动机理以及对液环泵性能优化研究提供理论依据。
【关键词】：液环泵 气液两相流 VOF方法 非稳态 实验研究
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH38
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 第一章 绪论9-12
• 1.1 选题的目的及意义9
• 1.2 气液两相流的国内外研究现状9-10
• 1.3 液环泵的国内外研究现状10-11
• 1.4 课题来源及主要研究内容11-12
• 第二章 液环泵的概述12-21
• 2.1 液环泵的工作原理12
• 2.2 液环泵的结构分类12-14
• 2.3 液环泵的应用14-15
• 2.4 液环泵性能的影响因素15-20
• 2.4.1 工作水温15-16
• 2.4.2 汽蚀16-17
• 2.4.2.1 汽蚀产生原理16
• 2.4.2.2 液环泵汽蚀预防措施16-17
• 2.4.3 间隙17-19
• 2.4.3.1 轴向间隙17-18
• 2.4.3.2 径向间隙18-19
• 2.4.4 吸气介质19
• 2.4.5 补水19-20
• 2.4.6 吸气孔和排气孔20
• 2.4.6.1 吸气孔对液环泵性能的影响20
• 2.4.6.2 排气孔对液环泵性能的影响20
• 2.5 本章小结20-21
• 第三章 基于Matlab的液环泵液环内界线的确定21-32
• 3.1 液环泵内工作液体运动的理论分析21-27
• 3.1.1 吸气区液环内表面形状21-23
• 3.1.2 压缩区液环内表面形状23-26
• 3.1.3 排气区液环内表面形状26-27
• 3.2 液环泵研究样机27-28
• 3.3 Matlab对液环泵液环内界线的计算结果分析28-31
• 3.4 本章小结31-32
• 第四章 液环泵内气液两相流动数值计算的理论基础32-45
• 4.1 CFD的介绍及其求解过程32
• 4.2 气液两相流体动力学控制方程32-34
• 4.3 基于有限体积法的控制方程离散34-38
• 4.3.1 离散化概述34
• 4.3.2 有限体积法的基本思想34-35
• 4.3.3 有限体积法的离散格式及其基本原则35-36
• 4.3.4 有限体积法离散控制方程36-38
• 4.4 气液两相流的相界面计算方法38-40
• 4.5 VOF模型及其在气液两相流数值模拟中的应用40-44
• 4.5.1 VOF方法及数学原理40-41
• 4.5.2 VOF方法的数值差分格式41
• 4.5.3 VOF方法中气-液两相流流场中的物性表示方法41-42
• 4.5.4 气-液相界面重构方法42-44
• 4.6 本章小结44-45
• 第五章 液环泵数值计算结果与实验结果分析45-57
• 5.1 几何模型的建立45
• 5.2 计算网格的划分45-46
• 5.3 数值计算方案、边界条件、物性及操作工况参数46-50
• 5.3.1 PISO算法47
• 5.3.2 RNGk-ε模型47
• 5.3.3 动静干涉的处理方法47-48
• 5.3.4 表面张力48-49
• 5.3.5 液环泵的工况及流体的物性参数49-50
• 5.4 数值计算结果分析50-52
• 5.5 实验方案的设计52-54
• 5.6 实验结果与计算结果对比分析54-56
• 5.7 本章小结56-57
• 结论与展望57-59
• 1 结论57-58
• 2 展望58-59
• 参考文献59-63
• 致谢63-64
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录64-65
• 附录B 液环泵液环内界线的Matlab计算程序65-66

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 钟红华,张克危;径向间隙对液环泵临界压缩比的影响[J];水泵技术;1998年01期

2 凌国平;液环泵用作气液两相混输泵的试验研究[J];流体机械;1987年07期

3 杨永泉;双吸液环泵的效率与设计[J];机械设计;1986年02期

4 张彩霞,林楠;液环泵测试中补液系统的改进[J];氯碱工业;2002年03期

5 凌国平,吴春才;液环泵的计算机优化设计[J];流体机械;1990年04期

6 彭莉;周青;;可逆式双密封在液环泵上的应用[J];润滑与密封;2006年03期

7 凌国平;液环混输泵的设计探讨[J];流体机械;1988年06期

8 陶永峰;何敏剑;罗根松;张宝夫;;液环泵和气体喷射泵拾遗[J];真空;2008年04期

9 范宗霖,勉学义;前置式自吸混流泵的研制[J];水泵技术;1994年01期

10 吴泰忠;;液环真空泵的汽蚀防护[J];化工设备与管道;2006年02期

中国重要会议论文全文数据库 前5条

1 许涛;罗根松;王再恩;郑慧萍;;防污染真空抽气系统[A];2007年真空技术学术交流会论文集[C];2007年

2 王琴斐;王晓虎;罗根松;杨华飞;;真空蒸汽处理系统的研制[A];真空工程学术交流会论文集[C];2009年

3 姜燮昌;;21世纪真空获得技术的展望[A];2005'全国真空冶金与表面工程学术会议论文集[C];2005年

4 姜燮昌;;21世纪真空获得技术的展望[A];上海市真空学会成立20周年暨第九届学术年会论文集[C];2005年

5 徐法俭;赵彩霞;商玉玲;;真空泵系统的级间冷却方案[A];2007年真空技术学术交流会论文集[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前5条

1 林立恒;钢水脱气处理的真空要求[N];世界金属导报;2003年

2 姜燮昌;真空泵市场量大面广[N];中国机电日报;2001年

3 泵协;真空泵制造业市场发展空间大[N];中国电力报;2004年

4 李春影;走向世界的中国真空设备[N];中国机电日报;2001年

5 本报记者 杨霞清;平静的ERP实施[N];计算机世界;2002年

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 郭广强;液环泵内部气液两相流动及其性能研究[D];兰州理工大学;2014年

2 阮志勇;液环泵喷射器的三维数值模拟及结构分析[D];华南理工大学;2010年

3 杨国蟒;液环泵喷射器参数化设计及数值模拟分析[D];华南理工大学;2011年

4 高芳;关于液环泵结构参数的理论与仿真研究[D];大庆石油学院;2006年

5 罗亚峰;腾飞公司在中国的市场营销战略研究[D];对外经济贸易大学;2006年

  本文关键词：液环泵内部气液两相流动及其性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：454774