【摘要】： 為了滿足對泵的大負(fù)荷、大流量、高效率、低汽蝕余量的要求,越來越多生產(chǎn)泵的廠家已經(jīng)逐漸運用高科技手段對泵進行研究和設(shè)計。近年來,隨著計算流體力學(xué)(CFD)不斷發(fā)展,離心泵的研究從流體流動機理出發(fā),并使用計算機數(shù)值模擬離心泵內(nèi)部流動,利用模擬結(jié)果來指導(dǎo)泵的設(shè)計成為重要的研究方向。采用數(shù)值模擬手段,一方面可以節(jié)省試驗資源,縮短產(chǎn)品的研制時間,另一方面它可以顯示從試驗中難以得出的流動特征的細(xì)節(jié)。本文應(yīng)用商業(yè)CFD軟件ANSYS CFX研究高吸入性能離心泵整機的內(nèi)部流動,主要做了以下幾方面工作： 簡述了計算流體力學(xué)軟件在離心泵中的應(yīng)用情況,介紹了計算流體力學(xué)的基本理論和方法,包括紊流理論模型的對比分析,求解代數(shù)方程組的基于雷諾時均N-S方程和標(biāo)準(zhǔn)k-ε紊流模型計算方法,三維造型軟件MDT對離心泵內(nèi)過流部件進行造型及網(wǎng)格生成技術(shù)。 以某型號前置誘導(dǎo)輪雙級離心泵為例對整機全流道流場進行數(shù)值模擬,敘述了誘導(dǎo)輪、葉輪、徑向?qū)~及蝸殼的實體造型過程,然后將實體造型結(jié)果導(dǎo)入ICEM-CFD中對實體模型進行劃分網(wǎng)格,應(yīng)用ANSYS CFX分別計算設(shè)計流量及兩種非設(shè)計流量工況下的流動,得到泵流道內(nèi)紊流流場模擬圖像,包括靜壓分布圖、總壓分布圖以及速度矢量分布圖等,并對得到的結(jié)果進行物理描述并加以分析。所得到的模擬結(jié)果與單級離心泵的結(jié)果基本相似,但又有不同之處,原因是多個部件相互連接,出流受到影響,造成流動被干擾。 數(shù)值仿真結(jié)果捕捉到了雙級離心泵內(nèi)部許多重要的流動現(xiàn)象,這可以用來改善離心泵的設(shè)計以進一步提高效率。計算所得的泵水力特性曲線與試驗水力特性曲線作了比較,發(fā)現(xiàn)兩者的吻合良好,并利用性能曲線對該泵整體性能給予分析,最后對該泵優(yōu)化做出展望。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TH311

【參考文獻】

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本文編號：2759710