特殊工况下双向流道轴流泵装置运转特性研究
发布时间：2021-08-05 14:59
在水文地形复杂的地区,泵站常需要承担排涝与引水灌溉的双重功能。双向流道轴流泵装置由于其结构紧凑简单,便于安装维修,耗资少等优点,被广泛运用于各地的泵站工程中。而由于双向流道轴流泵站工作环境的特殊性,泵装置常在非正常水泵工况下运转。此时,为了确保泵装置依然能够安全稳定地运转,对这些特殊工况下的泵装置内部流动机理进行研究是十分必要的。本文的主要研究内容和创新点有:1.首次对双向流道轴流泵装置在负扬程工况、正转飞逸工况及反转飞逸工况三个特殊工况下的运转特性进行三维湍流数值模拟,选用SST k-?湍流模型,模拟计算了三个特殊工况下的泵装置内外特性。同时在闭式四象限试验台上,对泵装置的三种特殊工况进行了模型试验,将试验数据与模拟计算所得数据相对比分析,发现三种工况下,两者数据相近,趋势相同,从而验证了数值模拟方法在计算非正常水泵工况时的可靠性。2.为了研究特殊工况下双向流道轴流泵装置叶轮内部的流场情况,本文首次对比分析了三种特殊工况下叶轮内部的压力、流速及涡量分布等情况,结果发现,反转飞逸工况下叶轮内部流场相对较稳定,负扬程及正转飞逸工况下,叶片吸力面压力分布均较为不规律,说明此时叶片吸力面附近...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.1双向流道立式轴流泵装置示意图
第三章 双向轴流泵装置特殊工况数值模拟及试验验证本章主要介绍了双向流道轴流泵装置全流道三维湍流数值模拟计算的相关置和方法，并将正常水泵工况、负扬程工况、正转飞逸工况以及反转飞逸工况的试验数据与对应的数值模拟结果相比较，以此验证数值模拟计算的准确性。1 物理模型1.1 几何参数及三维建模本文所研究的双向流道轴流泵装置设计工况流量为 Qdes=321kg/s，设计转速 n=1450r/min。模型叶轮直径为 0.3m，叶轮叶片数为 4，导叶叶片数为 7。如 3.1 所示，根据模型泵装置几何结构，选取叶片安放角度为 0 度时的叶轮模型，用三维造型软件 Creo 对双向流道轴流泵装置进行全流道三维建模。进出水流均在泵装置实际运行时的闸门关闭处截断，最终三维模型如图 3.1 所示。
特殊工况下双向流道轴流泵装置运转特性研究构化网格进行划分，网格划分软件为 ICEM。泵装置各部分网格如终叶轮网格数为 1648152，导叶网格数为 2189845，进、出水流道144567。泵装置所有区域的网格质量均在 0.4 以上，符合进行数值求。
【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]蜗壳式混流泵叶轮部件湿模态流固耦合分析[J]. 高海司,裴吉,袁寿其,王逸云. 流体机械. 2018(01)
[3]基于湍流模型的核主泵空化特性研究[J]. 杨兵华,曹梁. 水泵技术. 2017(06)
[4]基于流固耦合的离心泵口环间隙泄漏对叶轮强度的影响[J]. 高鹏,韩汝军,乔羽,聂志峰. 灌溉排水学报. 2017(08)
[5]导流锥对低扬程双向轴流泵装置水力性能的影响[J]. 郭楚,郑源,陈会向. 水电能源科学. 2017(07)
[6]滁河四级站混流泵装置模型飞逸特性试验研究[J]. 方进,徐景东. 科技创新与应用. 2017(19)
[7]大型双向流道泵装置优化与试验研究[J]. 张鹏,王麦琪,李彦军,孟凡. 江苏水利. 2017(07)
[8]不同湍流模型在斜流泵性能预测中的应用[J]. 吕云,谈明高,刘厚林,何乃昌,董亮. 水电能源科学. 2017(06)
[9]大套一站轴流泵装置事故飞逸特性研究[J]. 徐建叶,张海胜,刘跃飞,周大庆,郑源. 中国农村水利水电. 2017(06)
[10]余热排出泵叶轮流固耦合特性分析[J]. 尹庭赟,裴吉,袁寿其,王文杰. 农业工程学报. 2017(09)
博士论文
[1]双向轴流泵的优化设计及内流特性研究[D]. 马鹏飞.华中科技大学 2016
硕士论文
[1]基于双向流固耦合的低比转速离心泵非定常流动及振动特性分析[D]. 郭文俊.浙江理工大学 2017
[2]双向立式轴流泵装置内流机理及流固耦合分析[D]. 陈佳.江苏大学 2016
[3]轴流泵流场数值模拟与涡提取研究[D]. 钟洋洋.华中科技大学 2012
[4]双向流固耦合两种计算方法的比较[D]. 吴云峰.天津大学 2009
[5]叶轮机CFD网格预处理研究[D]. 徐伟祖.南京航空航天大学 2008
本文编号：3323958
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.1双向流道立式轴流泵装置示意图
第三章 双向轴流泵装置特殊工况数值模拟及试验验证本章主要介绍了双向流道轴流泵装置全流道三维湍流数值模拟计算的相关置和方法，并将正常水泵工况、负扬程工况、正转飞逸工况以及反转飞逸工况的试验数据与对应的数值模拟结果相比较，以此验证数值模拟计算的准确性。1 物理模型1.1 几何参数及三维建模本文所研究的双向流道轴流泵装置设计工况流量为 Qdes=321kg/s，设计转速 n=1450r/min。模型叶轮直径为 0.3m，叶轮叶片数为 4，导叶叶片数为 7。如 3.1 所示，根据模型泵装置几何结构，选取叶片安放角度为 0 度时的叶轮模型，用三维造型软件 Creo 对双向流道轴流泵装置进行全流道三维建模。进出水流均在泵装置实际运行时的闸门关闭处截断，最终三维模型如图 3.1 所示。
特殊工况下双向流道轴流泵装置运转特性研究构化网格进行划分，网格划分软件为 ICEM。泵装置各部分网格如终叶轮网格数为 1648152，导叶网格数为 2189845，进、出水流道144567。泵装置所有区域的网格质量均在 0.4 以上，符合进行数值求。
【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]蜗壳式混流泵叶轮部件湿模态流固耦合分析[J]. 高海司,裴吉,袁寿其,王逸云. 流体机械. 2018(01)
[3]基于湍流模型的核主泵空化特性研究[J]. 杨兵华,曹梁. 水泵技术. 2017(06)
[4]基于流固耦合的离心泵口环间隙泄漏对叶轮强度的影响[J]. 高鹏,韩汝军,乔羽,聂志峰. 灌溉排水学报. 2017(08)
[5]导流锥对低扬程双向轴流泵装置水力性能的影响[J]. 郭楚,郑源,陈会向. 水电能源科学. 2017(07)
[6]滁河四级站混流泵装置模型飞逸特性试验研究[J]. 方进,徐景东. 科技创新与应用. 2017(19)
[7]大型双向流道泵装置优化与试验研究[J]. 张鹏,王麦琪,李彦军,孟凡. 江苏水利. 2017(07)
[8]不同湍流模型在斜流泵性能预测中的应用[J]. 吕云,谈明高,刘厚林,何乃昌,董亮. 水电能源科学. 2017(06)
[9]大套一站轴流泵装置事故飞逸特性研究[J]. 徐建叶,张海胜,刘跃飞,周大庆,郑源. 中国农村水利水电. 2017(06)
[10]余热排出泵叶轮流固耦合特性分析[J]. 尹庭赟,裴吉,袁寿其,王文杰. 农业工程学报. 2017(09)
博士论文
[1]双向轴流泵的优化设计及内流特性研究[D]. 马鹏飞.华中科技大学 2016
硕士论文
[1]基于双向流固耦合的低比转速离心泵非定常流动及振动特性分析[D]. 郭文俊.浙江理工大学 2017
[2]双向立式轴流泵装置内流机理及流固耦合分析[D]. 陈佳.江苏大学 2016
[3]轴流泵流场数值模拟与涡提取研究[D]. 钟洋洋.华中科技大学 2012
[4]双向流固耦合两种计算方法的比较[D]. 吴云峰.天津大学 2009
[5]叶轮机CFD网格预处理研究[D]. 徐伟祖.南京航空航天大学 2008
本文编号：3323958
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