高速離心泵廣泛應(yīng)用于航空航天、石油化工以及冶金等領(lǐng)域。由于泵的轉(zhuǎn)速較高,葉輪入口液體易空化,在離心葉輪前加裝誘導(dǎo)輪以改善泵的空化性能是保證離心泵穩(wěn)定運(yùn)行的有效措施。隨著石化工業(yè)和航空航天技術(shù)的快速發(fā)展,離心泵輸送的介質(zhì)由單相擴(kuò)展到氣液兩相甚至多相。誘導(dǎo)輪作為提升離心泵空化性能的主要措施,它本身的性能十分關(guān)鍵,因此非常有必要對誘導(dǎo)輪內(nèi)部多相流動進(jìn)行研究。本文以高速誘導(dǎo)輪為研究對象,采用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,分析了來流含氣對高速誘導(dǎo)輪內(nèi)部流動和空化特性的影響。該研究為改善輸送氣液兩相介質(zhì)高速離心泵空化性能的研究提供參考。主要研究內(nèi)容如下:（1）采用UG 8.5對誘導(dǎo)輪進(jìn)行了全流場三維建模,利用ICEM對其進(jìn)行網(wǎng)格劃分,并進(jìn)行了網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證;分析確定了空化模型和氣液兩相流模型。（2）設(shè)計搭建了氣液兩相流實(shí)驗(yàn)臺,針對誘導(dǎo)輪開展了清水和來流含氣工況的外特性實(shí)驗(yàn)及空化性能實(shí)驗(yàn)、來流含氣工況可視化拍攝實(shí)驗(yàn),并將數(shù)值模擬計算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比,驗(yàn)證了數(shù)值模擬的可靠性。（3）基于歐拉-歐拉非均相流模型對3種含氣率下誘導(dǎo)輪內(nèi)部流場進(jìn)行了數(shù)值模擬計算,對比分析了不同含氣率下誘導(dǎo)輪的外特性、... 

【文章來源】：浙江理工大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 空化研究現(xiàn)狀
        1.2.2 多相流研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第二章 數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 誘導(dǎo)輪的幾何參數(shù)及建模
    2.2 網(wǎng)格劃分
    2.3 計算模型
        2.3.1 湍流模型
        2.3.2 氣液兩相流模型
        2.3.3 空化模型
    2.4 邊界條件
    2.5 實(shí)驗(yàn)方法
    2.6 本章小結(jié)
第三章 不同含氣率工況下誘導(dǎo)輪外特性和內(nèi)部流動分析
    3.1 含氣率對誘導(dǎo)輪外特性的影響
        3.1.1 清水工況下外特性
        3.1.2 氣液兩相工況下外特性
    3.2 誘導(dǎo)輪內(nèi)部靜壓分布
        3.2.1 不同含氣率工況下誘導(dǎo)輪子午面靜壓分布
        3.2.2 軸向位置靜壓分布
    3.3 設(shè)計工況不同含氣率下誘導(dǎo)輪內(nèi)部流線分布
    3.4 設(shè)計工況不同含氣率下誘導(dǎo)輪內(nèi)部湍動能變化規(guī)律
    3.5 誘導(dǎo)輪內(nèi)流場氣相分布
        3.5.1 葉柵展開面氣相分布
        3.5.2 流道內(nèi)氣泡分布數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)對比
        3.5.3來流含氣工況可視化拍攝實(shí)驗(yàn)
    3.6 本章小結(jié)
第四章 不同含氣率下誘導(dǎo)輪內(nèi)部空化流動分析
    4.1 不同含氣率的誘導(dǎo)輪空化特性曲線
    4.2 不同空化階段誘導(dǎo)輪靜壓分析
        4.2.1 不同空化階段誘導(dǎo)輪水平子午面靜壓對比
        4.2.2 不同汽蝕余量下誘導(dǎo)輪軸向位置靜壓分布規(guī)律
    4.3 誘導(dǎo)輪子午面流線分析
    4.4 誘導(dǎo)輪內(nèi)流場空泡和氣體分布
        4.4.1 誘導(dǎo)輪內(nèi)空泡分布
        4.4.2 臨界汽蝕余量下氣泡分布對空泡分布的影響
        4.4.3 空泡體積分布沿軸向位置的分布
        4.4.4 含氣率對誘導(dǎo)輪空泡沿徑向分布的影響
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)及展望
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]三種空化模型在氧泵誘導(dǎo)輪中的計算分析[J]. 姜映福,劉中祥,褚寶鑫.  火箭推進(jìn). 2016(05)
[3]氣液兩相下離心泵內(nèi)部流動數(shù)值模擬[J]. 劉瑞華,李貴東,王洋.  排灌機(jī)械工程學(xué)報. 2015(08)
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碩士論文
[1]核主泵葉片載荷與性能的相關(guān)性研究[D]. 吳超.蘭州理工大學(xué) 2018
[2]螺旋軸流式油氣混輸泵氣液兩相瞬態(tài)流動特性研究[D]. 胡全友.西華大學(xué) 2017



本文編號：3173422