离心泵断电飞逸过渡过程的瞬态特性研究
发布时间：2021-05-13 11:53
近些年来,随着泵在工程应用领域的不断投入运行,泵的快速启动、事故断电停机、飞逸、快速启闭阀门等瞬态过程时有发生,稳定性问题日益。在这些过程中,泵的转速、流量等一系列有关外特性的参数均会产生强烈的瞬时改变,使得内部流场极为不稳定,与稳定工况中产生的周期性非定定常流动相比存在在根大的区别,即会产生一定程度的瞬态效应,是引起泵机组外部瞬时水力冲击或电机瞬时超载的关键因素,问时还公导致泵系统的振动及噪声等问题,这对机组的稳定运行有着重要影响。所有有必要对离心泵快速瞬变过程的瞬态流动展开研究。但目前国内外于离心泵瞬态过程的研究主要集中于离心泵的启动过程,对离心泵事故断电停机这方面的数值模拟研究较少,本文通过数值模拟的方法对离心泵事故断电飞逸过渡过程进行深入的研究,相关工作内容如下:（1）对商业软件AUNSYS CFX进行再开发,通过自定义函数程序求解角动量方程获取实时转速与转矩,建立了模拟离心泵事故断电过程的三维瞬态数值计算方法,对离心泵事故断电飞逸过程进行了瞬态数值模拟,获得了离心泵外特性参数瞬变规律以及内部流场的动态特性,其中外特性参数的数值模拟结果与试验结果变化趋势一致,重点分析了离心泵工...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状及发展趋势
1.3 本文的主要研究内容
2 数值模拟方法与计算模型
2.1 流动控制方程
2.2 数值模拟方法与离散格式
2.2.1 数值模拟方法
2.2.2 离散格式
2.2.3 湍流模型
2.3 计算模型与方法
2.3.1 离心泵计算模型
2.3.2 网格划分
2.3.3 边界条件设置
2.3.4 算法实现
2.3.5 计算流程
3 断电飞逸过渡过程中离心泵特征参数及内部流场变化
3.1 离心泵外特性数值模拟结果与试验结果对比
3.2 离心泵工作特征参数变化
3.2.1 外特性参数变化规律
3.2.2 叶轮进口速度矩
3.2.3 叶轮进口轴面速度
3.3 离心泵内部流态特性分析
3.3.1 引水管内部流态特性分析
3.3.2 叶轮内部流态特性分析
3.3.3 叶片表面压力分析
4 离心泵断电飞逸过渡过程压力脉动分析
4.1 各过流部件的测点压力变化
4.1.1 引水管的压力变化
4.1.2 叶轮内的压力变化
4.1.3 导叶与蜗壳内的压力变化
4.2 基于动态模式分解法对压力脉动的分析
4.2.1 动态模式分解法的应用现状
4.2.2 动态模式分解法介绍
4.2.3 流场内频率模态分析
5 基于熵产理论的离心泵断电飞逸过渡过程特性分析
5.1 熵产理论介绍
5.2 各过流部件的熵产
5.3 流场中的熵产分析
5.3.1 叶轮与导叶中的熵产分析
5.3.2 引水管中的熵产分析
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]离心泵动静干涉的研究进展[J]. 彭勇礼,董克用,金渝博,于健. 机械管理开发. 2019(10)
[2]Energy Loss Analysis of Novel Self-Priming Pump Based on the Entropy Production Theory[J]. CHANG Hao,SHI Weidong,LI Wei,LIU Jianrui. Journal of Thermal Science. 2019(02)
[3]基于熵产理论的水翼空化特性研究[J]. 张亚太,杨宝锋,陈炜,陈晖,项乐. 推进技术. 2019(07)
[4]离心泵叶轮斜切对出口回流及驼峰特性的影响[J]. 曹睿,袁寿其,司乔瑞,崔强磊,盛国臣. 排灌机械工程学报. 2018(12)
[5]动力学模态分解及其在流体力学中的应用[J]. 寇家庆,张伟伟. 空气动力学学报. 2018(02)
[6]离心压缩机叶片扩压器内流场模态与失稳分析[J]. 奚铭铮,邵昱昌,薛翔,王彤. 风机技术. 2018(01)
[7]抽水蓄能电站泵工况断电飞逸过渡过程三维耦合数值研究[J]. 苟东明,郭鹏程,罗兴锜,张蓝国,郭耀峰. 水动力学研究与进展（A辑）. 2018(01)
[8]压气机叶栅叶顶间隙流的动力学模态分解[J]. 王建明,王涵,桂琳. 推进技术. 2018(03)
[9]方柱/板结合部马蹄涡流动结构的动力学模态分解[J]. 王建明,明晓杰,王涵,马阳,王成军. 应用数学和力学. 2018(01)
[10]半开式离心叶轮与扩压器间流动模态提取与分析[J]. 邵昱昌,王彤. 风机技术. 2017(04)
博士论文
[1]离心泵失速特性研究[D]. 周佩剑.中国农业大学 2015
[2]离心泵低噪声水力设计及动静干涉机理研究[D]. 司乔瑞.江苏大学 2014
[3]离心泵启动过程的瞬态内流和外特性[D]. 张玉良.浙江大学 2013
[4]斜流泵启动过程瞬态非定常内流特性及实验研究[D]. 李伟.江苏大学 2012
[5]离心泵启动过程瞬态流动的数值模拟和实验研究[D]. 李志峰.浙江大学 2009
[6]气固两相自由剪切流动的直接数值模拟和实验研究[D]. 罗坤.浙江大学 2005
硕士论文
[1]离心泵内尾迹干涉流动及压力脉动实验研究[D]. 王孝军.江苏大学 2018
[2]混流式水轮机尾水管涡带和压力脉动数值计算分析[D]. 曾章美.西华大学 2016
本文编号：3183969
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状及发展趋势
1.3 本文的主要研究内容
2 数值模拟方法与计算模型
2.1 流动控制方程
2.2 数值模拟方法与离散格式
2.2.1 数值模拟方法
2.2.2 离散格式
2.2.3 湍流模型
2.3 计算模型与方法
2.3.1 离心泵计算模型
2.3.2 网格划分
2.3.3 边界条件设置
2.3.4 算法实现
2.3.5 计算流程
3 断电飞逸过渡过程中离心泵特征参数及内部流场变化
3.1 离心泵外特性数值模拟结果与试验结果对比
3.2 离心泵工作特征参数变化
3.2.1 外特性参数变化规律
3.2.2 叶轮进口速度矩
3.2.3 叶轮进口轴面速度
3.3 离心泵内部流态特性分析
3.3.1 引水管内部流态特性分析
3.3.2 叶轮内部流态特性分析
3.3.3 叶片表面压力分析
4 离心泵断电飞逸过渡过程压力脉动分析
4.1 各过流部件的测点压力变化
4.1.1 引水管的压力变化
4.1.2 叶轮内的压力变化
4.1.3 导叶与蜗壳内的压力变化
4.2 基于动态模式分解法对压力脉动的分析
4.2.1 动态模式分解法的应用现状
4.2.2 动态模式分解法介绍
4.2.3 流场内频率模态分析
5 基于熵产理论的离心泵断电飞逸过渡过程特性分析
5.1 熵产理论介绍
5.2 各过流部件的熵产
5.3 流场中的熵产分析
5.3.1 叶轮与导叶中的熵产分析
5.3.2 引水管中的熵产分析
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]离心泵动静干涉的研究进展[J]. 彭勇礼,董克用,金渝博,于健. 机械管理开发. 2019(10)
[2]Energy Loss Analysis of Novel Self-Priming Pump Based on the Entropy Production Theory[J]. CHANG Hao,SHI Weidong,LI Wei,LIU Jianrui. Journal of Thermal Science. 2019(02)
[3]基于熵产理论的水翼空化特性研究[J]. 张亚太,杨宝锋,陈炜,陈晖,项乐. 推进技术. 2019(07)
[4]离心泵叶轮斜切对出口回流及驼峰特性的影响[J]. 曹睿,袁寿其,司乔瑞,崔强磊,盛国臣. 排灌机械工程学报. 2018(12)
[5]动力学模态分解及其在流体力学中的应用[J]. 寇家庆,张伟伟. 空气动力学学报. 2018(02)
[6]离心压缩机叶片扩压器内流场模态与失稳分析[J]. 奚铭铮,邵昱昌,薛翔,王彤. 风机技术. 2018(01)
[7]抽水蓄能电站泵工况断电飞逸过渡过程三维耦合数值研究[J]. 苟东明,郭鹏程,罗兴锜,张蓝国,郭耀峰. 水动力学研究与进展（A辑）. 2018(01)
[8]压气机叶栅叶顶间隙流的动力学模态分解[J]. 王建明,王涵,桂琳. 推进技术. 2018(03)
[9]方柱/板结合部马蹄涡流动结构的动力学模态分解[J]. 王建明,明晓杰,王涵,马阳,王成军. 应用数学和力学. 2018(01)
[10]半开式离心叶轮与扩压器间流动模态提取与分析[J]. 邵昱昌,王彤. 风机技术. 2017(04)
博士论文
[1]离心泵失速特性研究[D]. 周佩剑.中国农业大学 2015
[2]离心泵低噪声水力设计及动静干涉机理研究[D]. 司乔瑞.江苏大学 2014
[3]离心泵启动过程的瞬态内流和外特性[D]. 张玉良.浙江大学 2013
[4]斜流泵启动过程瞬态非定常内流特性及实验研究[D]. 李伟.江苏大学 2012
[5]离心泵启动过程瞬态流动的数值模拟和实验研究[D]. 李志峰.浙江大学 2009
[6]气固两相自由剪切流动的直接数值模拟和实验研究[D]. 罗坤.浙江大学 2005
硕士论文
[1]离心泵内尾迹干涉流动及压力脉动实验研究[D]. 王孝军.江苏大学 2018
[2]混流式水轮机尾水管涡带和压力脉动数值计算分析[D]. 曾章美.西华大学 2016
本文编号：3183969
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