發(fā)布時間：2020-05-09 11:13

【摘要】： 潛水泵是一種通用機械,屬量大面廣產(chǎn)品,具有廣闊的應(yīng)用前景。但是目前市場上的潛水泵機組效率還不夠高,還有很大的提升空間。潛水泵葉輪和導(dǎo)流器的適配性研究在設(shè)計和生產(chǎn)上具有一定的應(yīng)用價值,不但可以通過模擬結(jié)果改進設(shè)計參數(shù),還可通過相同的導(dǎo)流器與不同的葉輪組合生產(chǎn)出性能不同的潛水泵,適應(yīng)市場需求,具有較大的科研和經(jīng)濟意義。 本課題運用CFD數(shù)值模擬技術(shù)對潛水泵全流道進行數(shù)值模擬與性能預(yù)測。主要內(nèi)容如下: 首先,推導(dǎo)出了葉輪和導(dǎo)流器的特性方程式,分析了葉輪和導(dǎo)流器的幾何參數(shù)對潛水泵性能的影響,討論了葉輪葉片出口寬度對潛水泵性能的影響。 其次,運用Pro/ENGINEER三維建模軟件對80葉輪、125葉輪分別與125導(dǎo)流器組合的潛水泵全流道進行流道三維建模,并用Gambit軟件進行網(wǎng)格劃分。 第三,通過Fluent軟件對潛水泵Ⅰ潛水泵Ⅱ進行了模擬計算與性能預(yù)測,并與試驗結(jié)果比較,分析了設(shè)計工況下導(dǎo)流器內(nèi)部的速度場、壓力場。證實了運用CFD數(shù)值模擬方法來預(yù)測潛水泵的性能是完全可行的。 第四,在125導(dǎo)流器不變的情況下,保持面積比系數(shù)不變,選配兩種不同葉輪,通過試驗,預(yù)測其性能。得出結(jié)論:只要保持導(dǎo)流器喉部面積和葉輪出口葉片間的面積比值不變,就可得到另一種高效率的泵。運用解析法計算所得的潛水泵最佳工況點與試驗所得的最佳工況點比較吻合,誤差較小,可見本文推導(dǎo)的方程式是比較正確的,本文所論述的潛水泵最佳工況點預(yù)測理論和計算方法是有實用價值的。 借助CFD數(shù)值模擬技術(shù)研究潛水泵葉輪特性及泵性能,能夠更加清晰得掌握內(nèi)部液體的流動規(guī)律,從而判斷設(shè)計參數(shù)是否合理;同時還可以縮短產(chǎn)品研發(fā)周期,降低成本,具有較大的科研和經(jīng)濟意義。
【圖文】：

葉輪軸面剪裁圖

建模步驟如下:首先，根據(jù)葉片內(nèi)、外流線三維坐標，，繪制葉片工作面控制點，順次連接相應(yīng)截面上內(nèi)、外流線的兩個控制點，生成葉片工作面軸面截線圖，如圖3.4所示。其次，通過對包含兩條或兩條以上橫截面曲線的一組曲線進行邊界混合生成葉片工作面，如圖3.5所示。第三，以相同的方法生成葉片背面軸面截線和葉片背面，在造型工具中選“插入基準曲線一經(jīng)過點一單個點”連接工作面和背面一一對應(yīng)的控制點，然后進行邊界混合，生成葉片曲面圖如圖3.6所示。第四，打開草繪工具，在草繪中繪制葉輪流道前蓋板流線aa’，后蓋板流線bb’及輪毅流線，然后使用曲面旋轉(zhuǎn)工具生成沒有厚度的封閉的旋轉(zhuǎn)曲面，最后將其實體化。
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TH311

【引證文獻】

相關(guān)碩士學位論文 前1條

1 楊倩;基于不同湍流模型的離心泵內(nèi)部流場數(shù)值模擬與分析[D];蘭州理工大學;2010年

本文編號：2656054