離心泵在實際運行過程中由于自身結構的不對稱性和流量大小的改變,水泵內部流動不均勻,會出現葉輪在周向位置所受壓力分布不均勻的現象,導致葉輪位置產生徑向力,使軸受交變應力,產生定向的撓度,引起離心泵的振動噪聲�？梢�,徑向力是引起水泵振動噪聲的一個關鍵因素。本文以SC125-100-200A型離心泵為原模型,在保持葉輪結構不變的情況下,設計雙蝸殼結構壓水室,通過CFD數值模擬的方法對比兩種方案離心泵內部的定常流動特性、非定常流動特性及徑向力規(guī)律。首先,根據原模型設計參數,將單蝸殼結構壓水室改型設計出雙蝸殼結構壓水室。對兩種方案水泵進行定常數值模擬,并將單蝸殼結構壓水室模型模擬數據與試驗數據進行對比,發(fā)現模擬數據揚程和效率要優(yōu)于試驗數據,但兩者誤差較小均在可接受范圍內,說明本文的數值模擬結果具有較高的可靠度。對兩種方案定常模擬結果分析可以發(fā)現,單、雙蝸殼結構在不同工況下的蝸殼流道內,靜壓是由蝸殼進口至出口逐漸增大。設計工況下雙蝸殼結構在外部流道壓力較單蝸殼結構大,而內部流道雙蝸殼結構在隔板初始位置出現低壓區(qū),之后壓力逐漸增大。在偏工況下,雙蝸殼泵在內側流道壓力明顯地小于單蝸殼壓力且區(qū)域面積較大...

【文章頁數】：63 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景、目的及意義
    1.2 國內外研究現狀
        1.2.1 離心泵內部非定常流動研究現狀
        1.2.2 雙蝸殼離心泵徑向力研究現狀
        1.2.3 徑向力產生的原因
    1.3 本文研究內容概述
第2章 離心泵內部流動計算方法
    2.1 湍流概述
    2.2 流動控制方程
    2.3 湍流模擬方法
        2.3.1 直接數值模擬(DNS)
        2.3.2 大渦模擬(LES)
        2.3.3 Reynolds平均法(RANS)
    2.4 湍流模型
        2.4.1 零方程模型
        2.4.2 一方程模型
        2.4.3 兩方程模型
    2.5 商業(yè)CFD軟件介紹
    2.6 本章小結
第3章 離心泵定常數值分析
    3.1 離心泵基本設計參數
    3.2 計算域三維建模
        3.2.1 葉輪三維建模
        3.2.2 單、雙蝸殼結構三維建模
        3.2.3 吸入段與排出段三維建模
    3.3 計算域網格劃分
        3.3.1 葉輪網格劃分
        3.3.2 單、雙蝸殼網格劃分
        3.3.3 吸入段與排出段網格劃分
    3.4 定常計算設置
        3.4.1 準備計算網格
        3.4.2 確定計算模型
        3.4.3 材料定義
        3.4.4 數值模擬邊界條件設置
        3.4.5 創(chuàng)建網格交界面
        3.4.6 離心泵外特性模擬結果與試驗結果對比分析
    3.5 離心泵定常數值模擬流場特性分析
        3.5.1 離心泵中間截面靜壓分布分析
        3.5.2 雙蝸殼隔板內、外側壓力分布分析
        3.5.3 離心泵中間截面速度矢量分布分析
        3.5.4 離心泵中間截面湍動能分布分析
    3.6 定常數值模擬徑向力計算
    3.7 本章小結
第4章 離心泵非定常數值模擬及徑向力分析
    4.1 非定常計算監(jiān)測點設置及邊界條件
    4.2 離心泵非定常計算
        4.2.1 非定常流動控制方程的離散
        4.2.2 滑移網格模型
    4.3 離心泵壓力脈動計算及分析
    4.4 離心泵徑向力非定常計算
        4.4.1 徑向力計算方法
    4.5 瞬態(tài)徑向力計算結果分析
        4.5.1 瞬態(tài)徑向力時域分析
        4.5.2 瞬態(tài)徑向力頻域分析
        4.5.3 瞬態(tài)徑向力方向分析
    4.6 本章小結
第5章 總結與展望
    5.1 主要研究成果
    5.2 展望
參考文獻
致謝



本文編號：3846390