【摘要】： 隨著科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,使用水力機(jī)械輸送各種固態(tài)物質(zhì)的領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。螺旋離心泵作為一種新型雜質(zhì)泵,將螺旋泵與離心泵融合為一體,其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)可將兩者的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮。與傳統(tǒng)雜質(zhì)泵相比,螺旋離心泵具有一系列的優(yōu)點(diǎn):可通性好、不易堵塞、過流部件磨損小、效率高、使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)行費(fèi)用低,并且具有良好的可調(diào)節(jié)性。 由于系統(tǒng)的變化等原因,使得泵經(jīng)常會(huì)運(yùn)行在非設(shè)計(jì)工況,主要是在小流量下運(yùn)行。當(dāng)泵在小流量下運(yùn)行時(shí),在葉輪入口和出口處會(huì)出現(xiàn)一種回流現(xiàn)象。由于這種現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)還伴隨著小渦列,以及相應(yīng)的壓力場(chǎng)和速度場(chǎng)的變化。所以,回流不僅對(duì)泵的效率、穩(wěn)定性和噪聲等都有影響,而且對(duì)泵的汽蝕也有明顯的影響。因此,對(duì)離心泵小流量時(shí)出現(xiàn)的回流及其控制進(jìn)行研究,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文對(duì)100LN-7型螺旋離心泵進(jìn)行了實(shí)例設(shè)計(jì),并采用湍流雷諾方程、標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型及滑移網(wǎng)格技術(shù),以FLUENT軟件為工具,在清水介質(zhì)下數(shù)值計(jì)算了其內(nèi)部流道的流動(dòng)狀況,計(jì)算結(jié)果表明采用該模型能真實(shí)反映泵內(nèi)流場(chǎng)存在明顯的回流現(xiàn)象,并且找到了兩種能夠有效控制回流的方法,即在蝸殼入口處加環(huán)形壁面和在葉輪的葉片邊緣上加壁面,且壁面高度和蝸殼寬度之比均取h/B=0.333,同時(shí)驗(yàn)證了兩種對(duì)螺旋離心泵回流控制方法的可行性。經(jīng)數(shù)值模擬表明,利用本文提出的兩種對(duì)單葉片螺旋離心泵回流控制的新方法,能有效提高螺旋離心泵的性能。 對(duì)100LN-7型螺旋離心泵進(jìn)行了雙葉片設(shè)計(jì),在清水介質(zhì)下,對(duì)其進(jìn)行多工況三維定常流動(dòng)計(jì)算,研究其對(duì)外特性的影響;通過100LN-7型雙葉片螺旋離心泵三維非定常流動(dòng)計(jì)算,揭示了螺旋離心泵中葉輪與蝸殼的動(dòng)靜干擾對(duì)流體流動(dòng)產(chǎn)生的非定常影響,并在此基礎(chǔ)上得到了螺旋離心泵流道出口的壓力脈動(dòng),發(fā)現(xiàn)了出口壓力波動(dòng)幅度比較大的現(xiàn)象;利用100LN-7型雙葉片螺旋離心泵輸送固液兩相流的定常流動(dòng)結(jié)果研究了不同固相濃度,不同顆粒粒徑工況下的內(nèi)部壓力、速度及濃度分布規(guī)律。研究結(jié)果對(duì)螺旋離心泵的設(shè)計(jì)和性能的改善提供了依據(jù)。
【圖文】：

功能、廣闊的適用性成為國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的CFD軟件之一。使用GAMBIT作為其前處理軟件，可以讀入多種CAD軟件的三維幾何模型和多種CAE軟件的網(wǎng)格模型。對(duì)三維模型提供了包括六面體、楔形、金字塔形、四面體網(wǎng)格(圖2.2)來解決具有復(fù)雜外形的流動(dòng)，而且允許用戶根據(jù)具體情況對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行局部修改。圖2.2「 1uent中的三維網(wǎng)格形式FLUENT可完成多種參考系下的流場(chǎng)模擬、定常與非定常流動(dòng)分析、不可壓縮和可壓縮流計(jì)算、層流和湍流模擬、傳熱和熱混合分析、化學(xué)組分混合和反應(yīng)分析、多項(xiàng)流分析、固體與流體禍合傳熱分析、多孔介質(zhì)分析等。它的湍流模型包括k一:模型、Reynolds應(yīng)力模型、LEs模型、標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)、雙層近壁模型等。

獷獷獷圖3.2橫截面圖圖3.3實(shí)體圖3.2.2加葉片邊緣形壁控制回流加葉片邊緣形壁控制回流這種方法是很簡(jiǎn)單的，這種方法值得應(yīng)用是由的尺寸比較小，這樣的話流道面積就不會(huì)減小很多，有利于固體等雜質(zhì)的通用這種方法只需要把壁面建立在出現(xiàn)回流最嚴(yán)重的地方，一般把它建立在葉邊緣，，從而控制兩個(gè)方面的回流現(xiàn)象。一方面，控制從蝸殼到葉輪出口的回另一方面，控制葉片上由壓力面到吸力面的回流。這種方法和上面提到的加壁的方法最大的區(qū)別就在于，環(huán)形壁面是加在蝸殼上的，它是固定的，不會(huì)輪的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，而葉片邊緣形壁是加在葉輪上面的，所以它是隨葉輪的旋共同旋轉(zhuǎn)的，這種方法也將通過數(shù)值模擬的方法進(jìn)行驗(yàn)證，并且與加環(huán)形壁法進(jìn)行比較。其結(jié)構(gòu)圖如下:
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TH311

【引證文獻(xiàn)】

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1 李彤;周建佳;袁壽其;;基于流場(chǎng)計(jì)算的螺旋離心泵葉輪靜力學(xué)分析[J];流體機(jī)械;2013年12期

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1 張華;單葉片螺旋離心式潛水排污泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究[D];江蘇大學(xué);2014年

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2 高宏;變轉(zhuǎn)速工況下螺旋離心泵相似特性研究[D];蘭州理工大學(xué);2013年

3 高楊;螺旋離心泵啟動(dòng)過程及軸向力特性的數(shù)值研究[D];蘭州理工大學(xué);2013年

4 馬薇;螺旋離心泵內(nèi)固液兩相非定常流動(dòng)的數(shù)值計(jì)算與分析[D];蘭州理工大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2652734