【摘要】： 本論文在對(duì)目前自吸泵研究成果總結(jié)的基礎(chǔ)上,提出了新的設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)了一臺(tái)導(dǎo)葉立式自吸泵,改進(jìn)并簡(jiǎn)化了自吸結(jié)構(gòu),提高了泵的使用可靠性,取得了一定的成果。雖然目前應(yīng)用傳統(tǒng)的離心泵設(shè)計(jì)理論來(lái)設(shè)計(jì)導(dǎo)葉離心泵已經(jīng)很成熟,但對(duì)影響導(dǎo)葉自吸泵自吸性能的因素還不清楚,主要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)選取參數(shù),對(duì)其內(nèi)部流場(chǎng)流動(dòng)規(guī)律的研究不多。因此利用ANSYS-ICEM和CFX軟件,采用大渦模擬方法,對(duì)導(dǎo)葉立式自吸泵內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了分析研究,并對(duì)其泵體進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),最后制造出模型泵實(shí)型,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本文的主要工作如下: (1)總結(jié)了自吸泵的研究現(xiàn)狀和前人的研究成果,提出了一種新型的導(dǎo)葉立式自吸泵的設(shè)計(jì)理論及方法,并設(shè)計(jì)了一臺(tái)導(dǎo)葉立式自吸泵模型,屬于外混式自吸泵,葉輪為閉式葉輪,不設(shè)蝸殼。葉輪后能量的轉(zhuǎn)換在導(dǎo)葉流道內(nèi)部完成。 (2)利用Pro/E對(duì)泵流道進(jìn)行三維實(shí)體造型,簡(jiǎn)要介紹了網(wǎng)格生成技術(shù),選用四面體/非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格,并利用ANSYS提供的軟件ICEM進(jìn)行網(wǎng)格劃分。 (3)利用CFX軟件對(duì)泵內(nèi)三維定常單液相流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,得到了內(nèi)部流動(dòng)特征。對(duì)泵內(nèi)氣液兩相進(jìn)行了數(shù)值模擬,顯示了自吸時(shí)氣液兩相流場(chǎng)分布情況。應(yīng)用大渦模型(LES)進(jìn)行了三維非定常數(shù)值模擬,對(duì)泵內(nèi)非定常壓力脈動(dòng)情況進(jìn)行了監(jiān)測(cè),結(jié)果表明:泵內(nèi)的壓力脈動(dòng)呈現(xiàn)有規(guī)律的周期性變化,流體的脈動(dòng)幅值從葉輪向出口逐漸減小,葉輪轉(zhuǎn)頻始終是影響壓力脈動(dòng)的主要因素。最后對(duì)不同流量下的壓力脈動(dòng)進(jìn)行了對(duì)比,發(fā)現(xiàn)偏離最優(yōu)工況運(yùn)行時(shí),壓力脈動(dòng)幅值都有所增大,并且大流量工況要優(yōu)于小流量工況。 (4)采用CFX軟件對(duì)不同工況下的模型泵內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬,得到了外特性變化規(guī)律。利用正交優(yōu)化方法研究了主要參數(shù)對(duì)性能影響的主次順序,并找到了最優(yōu)的參數(shù)組合。 (5)對(duì)導(dǎo)葉立式自吸泵做了性能試驗(yàn),與性能預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。通過(guò)試驗(yàn)研究,驗(yàn)證了導(dǎo)葉立式自吸泵的設(shè)計(jì)方法的合理性。同時(shí),與數(shù)值計(jì)算結(jié)果比較,肯定了所選模型及計(jì)算方法的正確性。
【圖文】：

范圍更廣的四面體/混合網(wǎng)格，mins論e取2，劃分結(jié)果:網(wǎng)格數(shù)為2227781，其中葉輪流道的網(wǎng)格數(shù)501760，導(dǎo)葉流道的網(wǎng)格數(shù)1338682，分離室流道的網(wǎng)格數(shù)387339。網(wǎng)格劃分結(jié)果圖見(jiàn)圖3一1。圖3一1流道網(wǎng)格圖網(wǎng)格無(wú)關(guān)性檢驗(yàn)網(wǎng)格的劃分對(duì)數(shù)值計(jì)算的計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確度是有較大影響的。這是因?yàn)樵跀?shù)值計(jì)算中，，將微分方程轉(zhuǎn)化為離散方程時(shí)會(huì)產(chǎn)生離散誤差，網(wǎng)格的疏密直接影響到離散誤差的大小。對(duì)于同樣的離散格式，網(wǎng)格越密，離散誤差就越小。所以在網(wǎng)格劃分時(shí)，充分考慮網(wǎng)格究竟取多大才’是合適的。理論上把這一問(wèn)題稱為網(wǎng)格無(wú)關(guān)性，其表述如下:合適的網(wǎng)格密度可以通過(guò)對(duì)不同網(wǎng)格密度的模型進(jìn)行計(jì)算后比較計(jì)算結(jié)果中流場(chǎng)的分布情況而獲得。當(dāng)流場(chǎng)的分布不再隨著網(wǎng)格密度的加大而改變時(shí)，理論上認(rèn)為此時(shí)的網(wǎng)格致密度是合適的。在實(shí)際的數(shù)值計(jì)算中，網(wǎng)格應(yīng)該細(xì)密到這樣的程度，即在進(jìn)一步細(xì)化網(wǎng)格時(shí)，在工程允許的偏差范圍內(nèi)數(shù)值解幾乎不再發(fā)生變化，這樣的解稱為網(wǎng)格獨(dú)立的解。在具體的實(shí)施方面

范圍更廣的四面體/混合網(wǎng)格，mins論e取2，劃分結(jié)果:網(wǎng)格數(shù)為2227781，其中葉輪流道的網(wǎng)格數(shù)501760，導(dǎo)葉流道的網(wǎng)格數(shù)1338682，分離室流道的網(wǎng)格數(shù)387339。網(wǎng)格劃分結(jié)果圖見(jiàn)圖3一1。圖3一1流道網(wǎng)格圖網(wǎng)格無(wú)關(guān)性檢驗(yàn)網(wǎng)格的劃分對(duì)數(shù)值計(jì)算的計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確度是有較大影響的。這是因?yàn)樵跀?shù)值計(jì)算中，將微分方程轉(zhuǎn)化為離散方程時(shí)會(huì)產(chǎn)生離散誤差，網(wǎng)格的疏密直接影響到離散誤差的大小。對(duì)于同樣的離散格式，網(wǎng)格越密，離散誤差就越小。所以在網(wǎng)格劃分時(shí)，充分考慮網(wǎng)格究竟取多大才’是合適的。理論上把這一問(wèn)題稱為網(wǎng)格無(wú)關(guān)性，其表述如下:合適的網(wǎng)格密度可以通過(guò)對(duì)不同網(wǎng)格密度的模型進(jìn)行計(jì)算后比較計(jì)算結(jié)果中流場(chǎng)的分布情況而獲得。當(dāng)流場(chǎng)的分布不再隨著網(wǎng)格密度的加大而改變時(shí)，理論上認(rèn)為此時(shí)的網(wǎng)格致密度是合適的。在實(shí)際的數(shù)值計(jì)算中，網(wǎng)格應(yīng)該細(xì)密到這樣的程度，即在進(jìn)一步細(xì)化網(wǎng)格時(shí)，在工程允許的偏差范圍內(nèi)數(shù)值解幾乎不再發(fā)生變化，這樣的解稱為網(wǎng)格獨(dú)立的解。在具體的實(shí)施方面
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TH317

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王德軍,周惠忠,黃志勇,吳玉林;對(duì)旋式軸流泵全流道三維非定常紊流場(chǎng)的數(shù)值模擬[J];工程力學(xué);2004年03期

2 陳黨民,李新宏,黃淑娟;部分流泵整機(jī)非定常流動(dòng)數(shù)值模擬[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2005年S1期

3 吳玉林，韓海，曹樹良;水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪內(nèi)全三維紊流計(jì)算及效率預(yù)估[J];工程熱物理學(xué)報(bào);1996年03期

4 黃思;吳玉林;;離心泵全三維流場(chǎng)的大渦數(shù)值模擬[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年04期

5 張克危,孫建平,賈宗謨;混流泵的性能預(yù)測(cè)[J];華中理工大學(xué)學(xué)報(bào);1996年06期

6 龔傳炳;自吸泵的研究發(fā)展方向[J];水輪泵;1997年01期

7 施衛(wèi)東;張啟華;陸偉剛;;新型井泵水力設(shè)計(jì)及內(nèi)部流動(dòng)的數(shù)值模擬[J];江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年06期

8 耿少娟;聶超群;黃偉光;馮濤;劉克;;不同葉輪形式下離心泵整機(jī)非定常流場(chǎng)的數(shù)值研究[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2006年05期

9 楊敏官;顧海飛;劉棟;賈衛(wèi)東;高波;;離心泵葉輪內(nèi)部湍流流動(dòng)的數(shù)值計(jì)算及試驗(yàn)[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2006年12期

10 儀群;自吸泵自吸性能與比轉(zhuǎn)數(shù)關(guān)系的分析[J];流體工程;1992年09期

本文編號(hào)：2664384