带引射装置切线泵的汽蚀性能数值研究

发布时间：2017-09-04 11:38

  本文关键词：带引射装置切线泵的汽蚀性能数值研究

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【摘要】：切线泵以其独特的性能已被应用于更广泛的领域，对于低比转速高扬程切线泵，由于其较高的转速和特殊的结构，，使其进口容易发生汽蚀，传统方法设计的诱导轮在低比转速高扬程小流量情况下对于汽蚀性能的改善几乎无效果。 本文研究应用进口引射装置来改善切线泵进口汽蚀性能。首先，根据引射理论和切线泵基本理论获得了带引射装置切线泵的设计方法，设计了转速和扬程相近，流量分别为2.5m3/h和5.5m3/h的切线泵。然后，选择合适的湍流模型和汽蚀模型，建立了切线泵流域的数值模型，获得处理过后的计算域后对流域进行了数值计算。最后获得了两种泵在不同出口压力条件下和不同引射流量下的数值计算结果。 通过整理获得的关键参数及压力、气液分布图等，对切线泵汽蚀性能和效率等进行了分析，最后证明了引射装置确实能改善低比转速高扬程切线泵的汽蚀性能，但会影响切线泵的效率。在引射流量为0%~8%范围内，对于较小流量的切线泵引射流量的增加对效率几乎无影响，对于较大流量的切线泵效率会降低。对进口混合情况的研究，发现较大流量低出口压力条件下，进口由于空化而使液体连续性和混合效果变差，需要增加混合管道长度。
【关键词】：切线泵 引射 汽蚀 低比转速 高扬程
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH38
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义9-11
• 1.1.1 课题的背景9-10
• 1.1.2 研究的目的和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 国外研究现状11-12
• 1.2.2 国内研究现状12-13
• 1.3 本文主要研究内容13-14
• 第2章 切线泵的理论研究和性能分析14-34
• 2.1 引言14
• 2.2 切线泵的工作原理14-15
• 2.3 切线泵的特性曲线及工作特点15-16
• 2.3.1 切线泵的特性曲线15-16
• 2.3.2 切线泵的工作特点16
• 2.4 切线泵的设计理论分析16-22
• 2.4.1 切线泵的扬程16-18
• 2.4.2 切线泵的流量系数18-19
• 2.4.3 切线泵的能量损失19-20
• 2.4.4 带诱导轮切线泵的汽蚀性能20-22
• 2.5 带引射装置的切线泵理论分析22-24
• 2.5.1 增加引射器的作用22-23
• 2.5.2 引射器的理论分析23-24
• 2.6 切线泵与离心泵的差异和共性24-27
• 2.6.1 叶轮的差异24-25
• 2.6.2 泵体的差异25-26
• 2.6.3 特性曲线的差异26-27
• 2.6.4 切线泵与离心泵的共性27
• 2.7 切线泵的水力设计27-33
• 2.7.1 主要参数的确定28-30
• 2.7.2 切线泵设计实例30-33
• 2.8 本章小结33-34
• 第3章 切线泵数值模型的建立34-50
• 3.1 引言34
• 3.2 基本控制方程34-36
• 3.3 湍流模型36-38
• 3.3.1 标准 k- 模型36-37
• 3.3.2 RNG k- 模型37-38
• 3.3.3 Realizable k- 模型38
• 3.4 两相流汽蚀模型38-40
• 3.5 几何模型的建立40-44
• 3.5.1 叶轮40-41
• 3.5.2 泵体41-42
• 3.5.3 引射装置42-43
• 3.5.4 切线泵全流域43-44
• 3.6 流域网格的划分44-47
• 3.7 边界条件的设置和流场的初始化47-49
• 3.8 本章小结49-50
• 第4章 数值计算的结果及分析50-84
• 4.1 引言50
• 4.2 计算结果的处理与检验50-53
• 4.2.1 计算结果的处理50-52
• 4.2.2 计算结果的检验52-53
• 4.3 特性曲线的分析53-55
• 4.4 不同出口压力条件下引射装置对汽蚀性能的影响55-72
• 4.4.1 不同出口压力下有无引射量对泵 A 的影响56-59
• 4.4.2 不同出口压力下有无引射量对泵 B 的影响59-62
• 4.4.3 不同出口压力下的压力分布62-72
• 4.5 不同引射流量对泵的影响72-78
• 4.5.1 不同引射流量对效率的影响72-73
• 4.5.2 不同引射流量对压力分布的影响73-78
• 4.6 引射流量与进口的混合情况78-83
• 4.6.1 混合管道的压力混合情况78-80
• 4.6.2 混合效果的分析80-83
• 4.7 本章小结83-84
• 结论84-86
• 参考文献86-90
• 致谢90

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