轴流泵喇叭管进水流道流动数值模拟和试验
发布时间：2021-01-04 09:45
进水流道是泵站前池和水泵的叶轮室之间的过渡段,其主要作用都是使水流加速和更好地转向,为叶轮室进口提供良好的进流条件。进水流道按进水方式可以分为弯管进水流道和喇叭管进水流道,喇叭管进水流道的优点是流道高度较低,故挖深较小且便于施工。喇叭管进水流道要求具有适宜的悬空高、有一定的后壁空间以及足够的宽度,以便水流均匀的从四周进入喇叭管内。如果喇叭管进水流道设计不当则会产生回流及旋涡,导致叶轮进水不对称,叶轮内部流动脱流的发生,引起水泵压力脉动增大,振动加剧,恶化泵装置工作状态,从而降低泵装置的效率、水泵的汽蚀性能以及安全性。因此,深入地研究泵站喇叭管进水流道的水力设计对理论研究和工程实际都有重要的意义。本文采用数值模拟和实验相结合的研究方法对喇叭管进水流道的主要形状尺寸（包括进水流道的喇叭管高度、悬空高、后壁距）对泵装置性能影响,重点研究了喇叭管进水流道宽度对侧壁旋涡的影响以及侧壁旋涡形成、流动机理。首先采用单因素法对不同形状尺寸的喇叭管进水流道进行包括水泵在内的全流道泵装置数值模拟,同时引入进水流道出口截面轴向流速均匀度、进水流道水力损失和泵装置效率等目标函数来分析比较计算结果,然后重点分析...
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１喇叭管进水流道示意图??所有方案进水流道的进口高度／／ｙ＝４５２ｍｍ，长度Ｉ＝１２００ｍｍ，喇叭管进口直径Ａ．为??
本文通过ＡＮＳＹＳ－ＩＣＥＭ软件对喇叭管进水流道和虹吸式出水流道进行六面体网格剖??分，通过ＡＮＳＹＳ?Ｔｕｒｂｏ－Ｇｒｉｄ对叶轮、导叶进行网格剖分，并调整生成的网格使其达到计??算要求（角度在１５°—１６５°区间）。各过流部件网格如图２－５所示。网格质量大于０．３?（如??图２－６所示），满足计算要求。??＿?一?＿――??????－，１：：??Ｋ?／??（１）
流流速分布得到较快调整。??３．２进水流道典型截面速度分布和压力分布??为直观的反映流场特性，截取４个典型截面（如图３－２）在大流量工况０＝４３Ｏ（Ｌ／ｓ）下??的流速分布和压力分布来分析。??Ｍ截ｆ?４－４截面??＼?／?ｙ?３－３截面??：／?／??２－２截面??丨４??图３－２进水流道各截面示意图??（图中：卜１截面为喇叭管进水流道中间纵剖面，Ｙ＝Ｏｍ：?２－２截面为距喇叭管进水流道喇叭管Ｆ方９ｃｍ的水平截面；??３－３截面为＿八管进水流道喇机管段中间纵剖面，Ｘ＝Ｏｍ；?４－４截面为喇机管进水流道出口截面。）??图３－３为各方案１－１截面Ｘ方向流速分布图及流线图；图３－４为各方案２－２截面压力??分布图；图３－５为各方案３－３截面Ｚ方向流速分布图及流线图；图３－６为各方案４－４截面Ｚ??方向流速分布图。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]钟型进水流道轴流泵装置数值优化与试验分析[J]. 谢传流,汤方平,朱泉荣,刘海宇,吴晨辉,杨帆. 农业机械学报. 2018(05)
[2]双向竖井贯流泵进出水流道优化研究[J]. 谢荣盛,吴忠,何勇,汤方平,谢传流,涂恋恋. 农业机械学报. 2015(10)
[3]悬空高对泵装置流道内流特性的影响[J]. 杨帆,刘超,汤方平,梁豪杰,翟仁洁. 农业机械学报. 2015(02)
[4]轴流泵系统技术创新与发展分析[J]. 刘超. 农业机械学报. 2015(06)
[5]立式轴流泵进水流场PIV测量[J]. 刘超,梁豪杰,金燕,杨帆,陈锋,杨华. 农业机械学报. 2015(08)
[6]基于高速摄影技术的泵进水流道消涡试验分析[J]. 刘超,杨帆,赵军. 农业机械学报. 2014 (03)
[7]箱涵式进水流道的立式轴流泵装置水动力特性分析[J]. 杨帆,刘超,汤方平,周济人,罗灿. 农业工程学报. 2014(04)
[8]轴流泵内部压力脉动数值预测及分析[J]. 汤方平,张丽萍,付建国,谢荣盛,杨宁,齐立龙. 排灌机械工程学报. 2013(10)
[9]水泵进水池模型试验新方法探究[J]. 霍海洲. 农业与技术. 2013(05)
[10]水泵站进水池物理模型试验研究[J]. 陈方旎,沈颖,白玉川. 水资源与水工程学报. 2013(02)
博士论文
[1]贯流泵内部流动的数值模拟与三维LDV测量研究[D]. 金燕.扬州大学 2010
[2]离心泵多设计方案下内流PIV测试及其非定常全流场数值模拟[D]. 袁建平.江苏大学 2008
[3]低扬程大型泵站装置特性研究[D]. 陈松山.江苏大学 2007
[4]泵站水流运动特性及水力性能数值模拟研究[D]. 成立.河海大学 2006
硕士论文
[1]泵站进水池自由表面漩涡及防护措施研究[D]. 魏航.扬州大学 2016
[2]封闭式进水池几何参数水力优化CFD研究[D]. 王逸行.扬州大学 2016
[3]立式轴流泵进水偏转的数值模拟与V3V测试[D]. 许健.扬州大学 2016
[4]中小型泵站进水前池入水口水力特性数值模拟研究[D]. 谢陆林.扬州大学 2014
[5]箱涵式流道及泵叶轮进口三维流场激光测量[D]. 梁豪杰.扬州大学 2013
[6]泵站进水池与进水流道数值模拟研究[D]. 孙衣春.西安理工大学 2008
[7]大型泵站钟形进水流道三维数值模拟与试验研究[D]. 何钟宁.扬州大学 2007
[8]开敞式进水池内部流动的3DPIV实验研究[D]. 李大亮.扬州大学 2004
[9]离心泵内部流场PIV实验研究[D]. 杨华.扬州大学 2001
本文编号：2956563
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１喇叭管进水流道示意图??所有方案进水流道的进口高度／／ｙ＝４５２ｍｍ，长度Ｉ＝１２００ｍｍ，喇叭管进口直径Ａ．为??
本文通过ＡＮＳＹＳ－ＩＣＥＭ软件对喇叭管进水流道和虹吸式出水流道进行六面体网格剖??分，通过ＡＮＳＹＳ?Ｔｕｒｂｏ－Ｇｒｉｄ对叶轮、导叶进行网格剖分，并调整生成的网格使其达到计??算要求（角度在１５°—１６５°区间）。各过流部件网格如图２－５所示。网格质量大于０．３?（如??图２－６所示），满足计算要求。??＿?一?＿――??????－，１：：??Ｋ?／??（１）
流流速分布得到较快调整。??３．２进水流道典型截面速度分布和压力分布??为直观的反映流场特性，截取４个典型截面（如图３－２）在大流量工况０＝４３Ｏ（Ｌ／ｓ）下??的流速分布和压力分布来分析。??Ｍ截ｆ?４－４截面??＼?／?ｙ?３－３截面??：／?／??２－２截面??丨４??图３－２进水流道各截面示意图??（图中：卜１截面为喇叭管进水流道中间纵剖面，Ｙ＝Ｏｍ：?２－２截面为距喇叭管进水流道喇叭管Ｆ方９ｃｍ的水平截面；??３－３截面为＿八管进水流道喇机管段中间纵剖面，Ｘ＝Ｏｍ；?４－４截面为喇机管进水流道出口截面。）??图３－３为各方案１－１截面Ｘ方向流速分布图及流线图；图３－４为各方案２－２截面压力??分布图；图３－５为各方案３－３截面Ｚ方向流速分布图及流线图；图３－６为各方案４－４截面Ｚ??方向流速分布图。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]钟型进水流道轴流泵装置数值优化与试验分析[J]. 谢传流,汤方平,朱泉荣,刘海宇,吴晨辉,杨帆. 农业机械学报. 2018(05)
[2]双向竖井贯流泵进出水流道优化研究[J]. 谢荣盛,吴忠,何勇,汤方平,谢传流,涂恋恋. 农业机械学报. 2015(10)
[3]悬空高对泵装置流道内流特性的影响[J]. 杨帆,刘超,汤方平,梁豪杰,翟仁洁. 农业机械学报. 2015(02)
[4]轴流泵系统技术创新与发展分析[J]. 刘超. 农业机械学报. 2015(06)
[5]立式轴流泵进水流场PIV测量[J]. 刘超,梁豪杰,金燕,杨帆,陈锋,杨华. 农业机械学报. 2015(08)
[6]基于高速摄影技术的泵进水流道消涡试验分析[J]. 刘超,杨帆,赵军. 农业机械学报. 2014 (03)
[7]箱涵式进水流道的立式轴流泵装置水动力特性分析[J]. 杨帆,刘超,汤方平,周济人,罗灿. 农业工程学报. 2014(04)
[8]轴流泵内部压力脉动数值预测及分析[J]. 汤方平,张丽萍,付建国,谢荣盛,杨宁,齐立龙. 排灌机械工程学报. 2013(10)
[9]水泵进水池模型试验新方法探究[J]. 霍海洲. 农业与技术. 2013(05)
[10]水泵站进水池物理模型试验研究[J]. 陈方旎,沈颖,白玉川. 水资源与水工程学报. 2013(02)
博士论文
[1]贯流泵内部流动的数值模拟与三维LDV测量研究[D]. 金燕.扬州大学 2010
[2]离心泵多设计方案下内流PIV测试及其非定常全流场数值模拟[D]. 袁建平.江苏大学 2008
[3]低扬程大型泵站装置特性研究[D]. 陈松山.江苏大学 2007
[4]泵站水流运动特性及水力性能数值模拟研究[D]. 成立.河海大学 2006
硕士论文
[1]泵站进水池自由表面漩涡及防护措施研究[D]. 魏航.扬州大学 2016
[2]封闭式进水池几何参数水力优化CFD研究[D]. 王逸行.扬州大学 2016
[3]立式轴流泵进水偏转的数值模拟与V3V测试[D]. 许健.扬州大学 2016
[4]中小型泵站进水前池入水口水力特性数值模拟研究[D]. 谢陆林.扬州大学 2014
[5]箱涵式流道及泵叶轮进口三维流场激光测量[D]. 梁豪杰.扬州大学 2013
[6]泵站进水池与进水流道数值模拟研究[D]. 孙衣春.西安理工大学 2008
[7]大型泵站钟形进水流道三维数值模拟与试验研究[D]. 何钟宁.扬州大学 2007
[8]开敞式进水池内部流动的3DPIV实验研究[D]. 李大亮.扬州大学 2004
[9]离心泵内部流场PIV实验研究[D]. 杨华.扬州大学 2001
本文编号：2956563
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