發(fā)布時間：2020-11-10 03:17

　　 離心式熱油泵主要用于液相有機熱載體加熱系統(tǒng),是系統(tǒng)中的強制循環(huán)動力裝置。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和科學技術的進步,以及液相載熱體加熱技術在工業(yè)領域應用日趨成熟,有機熱載體爐得到了不斷的發(fā)展和應用,對熱油泵的需求量也日益增加。但是,鑒于目前國內(nèi)對大型熱油泵的需求基本靠進口解決,因此,研發(fā)熱油泵并使其實現(xiàn)國產(chǎn)化很有必要性。 本文首先研究了離心泵的工作原理,為后續(xù)設計提供了理論依據(jù)。然后根據(jù)常用的速度系數(shù)法對葉輪及蝸殼進行了水力設計,得到了葉輪及蝸殼的水力模型。采用Solidworks三維制圖軟件得到葉輪及蝸殼的三維流道模型。至此,設計階段結(jié)束,進入離心式熱油泵內(nèi)部的湍流流場的數(shù)值模擬。 將SolidWorks創(chuàng)建的三維模型軟化為step格式,導入Fluent前處理軟件Gambit進行網(wǎng)格劃分,邊界條件設定,得到mesh文件。然后,采用RNG κ-ε湍流模型在設計工況對熱油泵內(nèi)的流場和溫度場進行數(shù)值模擬。對得到了數(shù)值模擬結(jié)果進行分析,和理論分析比較吻合,進一步見證了數(shù)值模擬的可靠性。 由于熱油泵工作介質(zhì)溫度高,對密封的可靠性要求很高。本文對熱油泵的密封結(jié)構(gòu)、密封形式以及密封材料進行了研究,并最終確定了焊接式金屬波紋管式機械密封。最后,對密封的失效形式及原因進行分析并結(jié)合現(xiàn)有的研究成果提出了解決方案。為熱油泵的設計以及使用操作提供了可靠的依據(jù)。
【學位單位】：東北大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2010
【中圖分類】：TH311
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 離心式熱油泵的應用及特點
    1.2 離心泵水力設計概述
    1.3 國內(nèi)外泵技術研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
    1.4 離心泵內(nèi)部流場數(shù)值模擬概況
    1.5 課題的提出及研究內(nèi)容
        1.5.1 課題來源
        1.5.2 課題提出的背景
        1.5.3 課題研究的主要內(nèi)容
第2章 離心泵基本理論
    2.1 離心泵的分類和結(jié)構(gòu)
    2.2 流體在葉輪中的運動和基本方程
    2.3 離心泵的過流部件及其工作原理
        2.3.1 吸水室
        2.3.2 葉輪
        2.3.3 壓水室
    2.4 離心泵的空化、空蝕及其產(chǎn)生機理
第3章 熱油泵的水力設計
    3.1 泵水力設計理論
        3.1.1 熱油泵內(nèi)的液流運動
        3.1.2 泵葉輪設計理論基礎
        3.1.3 基本設計方法
    3.2 離心式熱油泵葉輪的水力設計
        3.2.1 泵主要設計參數(shù)和結(jié)構(gòu)方案的確定
        3.2.2 葉輪主要外形尺寸的確定
        3.2.3 葉輪水力模型的建立
    3.3 熱油泵壓水室的水力設計
第4章 熱油泵三維建模及數(shù)值模擬
    4.1 數(shù)值模擬理論基礎
        4.1.1 計算流體力學
        4.1.2 控制方程
        4.1.3 湍流模型
        4.1.4 流場數(shù)值計算的SIMPLE算法
    4.2 熱油泵的流道建模
        4.2.1 葉輪流道建模
        4.2.2 蝸殼流道建模
        4.2.3 葉輪與蝸殼流道模型裝配
    4.3 劃分網(wǎng)格
    4.4 計算模型與邊界條件
        4.4.1 旋轉(zhuǎn)葉輪與靜止渦輪之間的耦合模型
        4.4.2 邊界條件
    4.5 數(shù)值模擬
        4.5.1 Fluent前處理
        4.5.2 Fluent后處理
第5章 熱油泵的密封研究
    5.1 機械密封的概述
    5.2 金屬波紋管式機械密封的設計
        5.2.1 金屬波紋管式機械密封的結(jié)構(gòu)
        5.2.2 金屬波紋管式機械密封的特點
        5.2.3 金屬波紋管式機械密封的設計
    5.3 金屬波紋管式機械密封的失效分析
第6章 結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文
致謝

【參考文獻】

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7 施衛(wèi)東,李偉,劉厚林,曹衛(wèi)東,孔繁余;國內(nèi)泵業(yè)技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];農(nóng)機化研究;2005年05期

8 關家麒;機械密封中的金屬波紋管材料[J];流體工程;1989年08期

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本文編號：2877393