离心泵内部空化流动的数值研究

发布时间：2017-06-27 18:10

  本文关键词：离心泵内部空化流动的数值研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由于在复杂现场直接观察空化发展状况几乎不可能，而监测信号与空化程度之间还未形成明确对应关系，尚不能根据所采集的信号准确判定水力机械内部空化的发展状态，为实时评估机组空化发展程度带来了困难。数值模拟可作为一种补充方法，预测空化的发展状况，以此作为声学与振动监测的空化程度辨识的判据。 针对采用试验方法预测空化面临的困难，提出了空化数值模拟的流程，并基于-湍流模型和Rayleigh-Plesset空化模型对NACA0009水翼进行空化计算，与试验数据对比的结果，证实了数值模拟空化的可靠性。 通过对离心泵进行空化计算，预测了不同空化发展阶段气泡在叶轮内部的分布规律，气泡首先在叶片头部出现且随空化的发展，逐渐充满流道，，进而影响流场均匀性。在非定常流场中，蜗壳壁面和叶轮出口监测点压力脉动的主频均为叶频。由于蜗壳与叶轮的动静干涉，各监测点时频特征变化趋势并不一致。提取了叶轮径向受力，发现空化的发展主要导致叶轮Y向振动加剧。 在保持扬程和效率基本不变的基础上，预测了不同叶片数离心泵能量特性和空化性能的变化趋势，捕捉叶轮受力及蜗壳内部压力脉动的动态信息，探讨叶轮参数变化对离心泵水力性能的影响。 虽然空化数值模拟受计算模型和计算方法的限制以及计算时对真实模型作了一定简化，使得数值计算的结果并不能替代试验值，但是通过将数值模拟场中虚拟监测点的时频信息与真机实测监测点信号进行对比，可以在真机空化监测中作为辨识空化发展状态的辅助判据。
【关键词】：水力机械 空化 数值模拟 压力脉动 监测
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH311
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 符号说明7-11
• 1 绪论11-20
• 1.1 选题意义11-12
• 1.2 国内外研究进展12-19
• 1.3 本文主要内容19-20
• 2 翼型空化流动的数值模拟20-34
• 2.1 空化数值解析策略20-24
• 2.2 NACA0009 翼型空化计算24-33
• 2.3 小结33-34
• 3 离心泵内部空化流动的研究34-49
• 3.1 计算域构成及离散35-36
• 3.2 定常解析36-42
• 3.3 非定常解析42-47
• 3.4 小结47-49
• 4 叶片数对离心泵水力性能的影响49-59
• 4.1 几何参数选取原则49-51
• 4.2 定常解析51-54
• 4.3 非定常解析54-58
• 4.4 小结58-59
• 5 总结及展望59-61
• 5.1 总结59-60
• 5.2 展望60-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-67
• 附录67

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 潘森森;空化核与空化起始[J];中国造船;1989年03期

2 吴建华;柴恭纯;;垂直汇流漩涡空化的声测研究[J];水利水运科学研究;1989年03期

3 贺成龙;吴建华;刘文莉;;空化应用研究进展综述[J];嘉兴学院学报;2008年03期

4 张瑶;罗先武;许洪元;吴玉林;;热力学空化模型的改进及数值应用[J];工程热物理学报;2010年10期

5 黄彪;王国玉;张博;时素果;;空化模型在非定常空化流动计算的应用评价与分析[J];船舶力学;2011年11期

6 刘厚林;刘东喜;王勇;吴贤芳;庄宿国;;三种空化模型在离心泵空化流计算中的应用评价[J];农业工程学报;2012年16期

7 肖天铎;深水缓坡突体和升台的初生空化数显解式[J];水利学报;1985年08期

8 夏维洪,孙景琴,贾春英;减压模型的初生空化相似律[J];水利学报;1985年09期

9 J.W.霍尔;M.L.比勒特;M.塔达;D.R.斯廷布林;胡明龙;;压力梯度对表面孤立突体消失空化的影响[J];河海大学科技情报;1988年02期

10 彭晓星,王力,潘森森;水中空气含量对旋涡空化的影响[J];水动力学研究与进展;1989年04期

中国重要会议论文全文数据库 前8条

1 张伟;张瑞平;陈建业;熊炜;张小斌;邱利民;;基于动态空化模型绕数值研究扭曲三维翼型的非稳态空化过程[A];第二十五届全国水动力学研讨会暨第十二届全国水动力学学术会议文集（下册）[C];2013年

2 彭晓星;洪方文;;25~(th)ITTC空化专家委员会报告综述[A];2008年船舶水动力学学术会议暨中国船舶学术界进入ITTC30周年纪念会论文集[C];2008年

3 曹彦涛;彭晓星;徐良浩;;绕三维扭曲水翼云空化演化数值模拟[A];第十三届全国水动力学学术会议暨第二十六届全国水动力学研讨会论文集——F船舶与海洋工程流体力学[C];2014年

4 洪方文;褚学森;彭晓星;颜开;刘登成;陈玮琪;;中国船舶科学研究中心近期空化流动研究进展[A];第十一届全国水动力学学术会议暨第二十四届全国水动力学研讨会并周培源诞辰110周年纪念大会文集（上册）[C];2012年

5 易灿;李根生;张定国;;围压下喷嘴空化起始能力的实验研究[A];第十八届全国水动力学研讨会文集[C];2004年

6 杨庆;张建民;戴光清;李鹏;;高速突扩流空化初生及比尺效应试验研究[A];第二十一届全国水动力学研讨会暨第八届全国水动力学学术会议暨两岸船舶与海洋工程水动力学研讨会文集[C];2008年

7 彭晓星;;发展空化及其不稳定现象研究[A];第二十五届全国水动力学研讨会暨第十二届全国水动力学学术会议文集（上册）[C];2013年

8 陈笑然;阎兆立;陈杰;程晓斌;李晓东;;水泵空化的超声主动探测方法[A];泛在信息社会中的声学——中国声学学会2010年全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2010年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 王健;水力装置空化空蚀数值计算与试验研究[D];江苏大学;2015年

2 赵宇;叶顶间隙旋涡空化数值计算模型与流动机理研究[D];北京理工大学;2016年

3 陈广豪;附着型非定常空化流体动力特性与机理研究[D];北京理工大学;2016年

4 张宁;离心泵内部非稳态流动激励特性研究[D];江苏大学;2016年

5 杨庆;空化初生机理及比尺效应研究[D];四川大学;2005年

6 王柏秋;水下高速航行体非定常空化流场数值计算[D];哈尔滨工业大学;2013年

7 李晓俊;离心泵叶片前缘空化非定常流动机理及动力学特性研究[D];江苏大学;2013年

8 杨静;混流式水轮机尾水管空化流场研究[D];中国农业大学;2013年

9 郭关柱;强剪切流变仪的研制及剪切空化的实验研究[D];浙江大学;2008年

10 王勇;离心泵空化及其诱导振动噪声研究[D];江苏大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 赵文亮;水下空化射流冲蚀技术及实验研究[D];浙江大学;2016年

2 肖志勇;空化射流清洗器在管道清洗中的数值仿真及实验研究[D];大连海事大学;2016年

3 李业强;微型高速离心泵内空化流动特性的数值研究[D];华东理工大学;2016年

4 范春燕;柴油机气缸套冷却水空化流数值仿真研究[D];北京理工大学;2016年

5 肖佳伟;液力减速器空化特性试验及分析[D];江苏大学;2016年

6 王德顺;2A02铝合金的激光空化强化机理与羟自由基影响实验研究[D];江苏大学;2016年

7 沈陈栋;离心泵进口回流诱导的空化特性研究[D];江苏大学;2016年

8 陈驭航;喷嘴内云空化及其对近场喷雾影响的大涡模拟和试验研究[D];江苏大学;2016年

9 陶希成;柴油机锥形孔喷嘴内空穴流动及其对喷雾影响的试验研究[D];江苏大学;2016年

10 郭庆;离心泵内部空化流动的数值研究[D];华中科技大学;2014年

  本文关键词：离心泵内部空化流动的数值研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：490745