固液两相流离心泵泵腔流动特性及轴向力的数值计算研究

发布时间：2023-03-28 21:25

　　为了探究固液两相流离心泵泵腔内液体的两相流动特性以及其轴向力变化规律,选取XUY-200-150-250型离心泵为研究对象。同时,利用CFX软件,采用SST模型对清水泵流场进行计算,采用Particle模型对离心泵固液两相流动进行计算。在计算得出的性能曲线与试验结果一致的基础上,展开对离心泵泵腔内液体流动以及轴向力变化规律的研究。对清水泵流场进行计算,结果表明:清水泵泵腔内液体压力沿轴向变化不大,沿径向由内向外逐渐增大,沿切向并非均匀分布,而随流量的增大,压力值不断减小,且沿切向更趋于均匀分布。泵腔内液体在四个方向上压力均值沿径向近似为抛物线分布。对于泵腔内液体速度,当流量较小时,泵腔内液体在不同方向上的切向速度、径向速度差异较大,随流量不断增大,不同方向上的速度差异越来越小。同时,对原始泵腔间隙进行了 5次改变,分析了泵腔间隙大小对泵腔液体流动及轴向力的影响,结果表明:当泵腔间隙值由23.9mm至48.9mm逐渐增大时,泵腔内液体压力值有明显增大趋势。泵腔间隙值的变化对轴向力T1、动反力T2的影响很小;而泵腔间隙越大,盖板力T3越大。总的轴向力随泵腔间隙的增大而增大,且在泵腔间隙由2...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 离心泵内部固液两相流动研究进展
        1.2.2 离心泵泵腔流动特性及轴向力研究进展
    1.3 本文主要研究内容
第2章 离心泵内部流动数值计算方法
    2.1 计算流体力学基本理论
        2.1.1 计算流体力学方法及其优势
        2.1.2 基本控制方程
        2.1.3 几种常用的湍流模型
        2.1.4 两相流计算模型
    2.2 离心泵内部流动数值计算
        2.2.1 离心泵流道建模
        2.2.2 网格划分及网格无关性验证
        2.2.3 湍流模型的选择
        2.2.4 清水工况边界条件
        2.2.5 固液两相流计算边界条件
    2.3 本章小结
第3章 清水泵泵腔流动特性及轴向力分析
    3.1 外特性分析
        3.1.1 离心泵主要性能参数
        3.1.2 数值计算与试验性能曲线的对比
        3.1.3 清水泵内部流态分析
    3.2 清水泵泵腔液体流动特性分析
        3.2.1 泵腔压力分布特性
        3.2.2 泵腔速度分布特性
    3.3 泵腔间隙变化对泵腔液体流动特性的影响
        3.3.1 泵腔间隙变化对泵腔压力分布的影响
        3.3.2 泵腔间隙变化对泵腔速度分布的影响
    3.4 清水泵轴向力变化特性分析
        3.4.1 流量变化对轴向力的影响
        3.4.2 泵腔间隙变化对轴向力的影响
    3.5 本章小结
第4章 颗粒体积分数变化对泵腔流动及轴向力的影响
    4.1 性能分析
        4.1.1 颗粒体积分数变化对离心泵外特性的影响
        4.1.2 叶片表面压力分析
    4.2 颗粒体积分数变化对泵腔流动特性的影响
        4.2.1 颗粒体积分数变化对泵腔压力分布的影响
        4.2.2 颗粒体积分数变化对泵腔液体速度分布的影响
    4.3 颗粒体积分数变化对轴向力的影响
    4.4 本章小结
第5章 颗粒粒径变化对泵腔流动及轴向力的影响
    5.1 性能分析
        5.1.1 颗粒粒径变化对离心泵外特性的影响
        5.1.2 叶片表面压力分析
    5.2 颗粒粒径变化对泵腔流动特性的影响
        5.2.1 颗粒粒径变化对泵腔压力分布的影响
        5.2.2 颗粒粒径变化对泵腔液体速度分布的影响
    5.3 颗粒粒径变化对轴向力的影响
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士学位期间主要研究成果



本文编号：3773318