本文關(guān)鍵詞：螺旋斜流泵動靜葉柵內(nèi)部流動特性分析與靜葉改型研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文依據(jù)動量定理和葉片泵設(shè)計原理為某型泵噴水推進(jìn)器設(shè)計了一種內(nèi)置推進(jìn)泵,為了使該泵具有較好的噴水推進(jìn)性能,該泵在設(shè)計時采用了具有螺旋推進(jìn)作用的螺旋斜流式葉輪以及具有擴(kuò)壓和軸向引流作用的空間導(dǎo)葉作為主要過流部件,因此該泵兼具螺旋泵和斜流泵的水力性能優(yōu)點和結(jié)構(gòu)特點,故而擬稱該泵為螺旋斜流泵。螺旋斜流泵主要由螺旋斜流式葉輪和新型空間導(dǎo)葉構(gòu)成,其葉輪和空間導(dǎo)葉間的匹配效率對整臺泵的性能有至關(guān)重要的影響。本文運(yùn)用CFD技術(shù)對螺旋斜流泵內(nèi)部流場進(jìn)行了數(shù)值模擬,獲得了其外特性和內(nèi)部流動特性,然后基于該泵初始設(shè)計和動靜葉柵內(nèi)部流場結(jié)構(gòu),對靜葉柵作了改型研究,一定程度上改善了初始螺旋斜流泵整機(jī)性能。本文具體工作及結(jié)論如下:首先概括了與該課題相關(guān)的幾種泵型的設(shè)計理論及其內(nèi)部流動特性的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,說明了開展螺旋斜流泵內(nèi)部流場與靜葉柵改型研究的背景及意義;然后依據(jù)用戶給定的泵噴水推進(jìn)器性能參數(shù)以及環(huán)境條件設(shè)計出了一種推進(jìn)器內(nèi)置泵—螺旋斜流泵;其次根據(jù)螺旋斜流泵結(jié)構(gòu)參數(shù)利用三維建模軟件Pro/E建立其全流道計算域模型,采用網(wǎng)格劃分軟件ICEM完成全流道計算域網(wǎng)格劃分,最后借助流場分析軟件Fluent 15.0對變流量工況下模型泵的內(nèi)流場作了定常數(shù)值計算,對設(shè)計工況下模型泵的內(nèi)流場作了非定常數(shù)值計算,并著重分析了螺旋斜流泵外特性和內(nèi)部流動特性。研究表明:文中螺旋斜流泵結(jié)構(gòu)設(shè)計合理,水力性能較好,但是由于空間導(dǎo)葉設(shè)計欠佳,其內(nèi)部流動紊亂,導(dǎo)致整機(jī)效率偏低;該泵模擬效率值約為75%,未達(dá)到設(shè)計效率值80%,需要對空間導(dǎo)葉作改型研究。因此,基于以上模型泵的外特性和動靜葉柵內(nèi)部流動規(guī)律,對空間導(dǎo)葉作了改型設(shè)計,模擬計算并對比分析了3組導(dǎo)葉葉片型線下和導(dǎo)葉葉片數(shù)分別為3、5、7、9時模型泵靜葉柵內(nèi)部流動規(guī)律與流動損失的關(guān)系,尋找出了設(shè)計流量下與動葉柵匹配較好的靜葉柵的型線以及靜葉柵合理的葉片數(shù),實現(xiàn)了動靜葉柵的更優(yōu)匹配,改善了原有螺旋斜流泵的內(nèi)部流動狀態(tài)和外部輸出性能。本文的研究將為螺旋斜流泵的設(shè)計以及空間導(dǎo)葉的優(yōu)化提供一定的參考。
【關(guān)鍵詞】：螺旋斜流泵 動靜葉柵 內(nèi)流特性 改型研究 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH38
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 課題名稱及來源10
• 1.2 課題研究背景及意義10-11
• 1.3 螺旋斜流泵相關(guān)泵型的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-18
• 1.3.1 螺旋離心泵內(nèi)部流動研究及應(yīng)用現(xiàn)狀11-14
• 1.3.2 螺旋軸流泵的理論研究及應(yīng)用現(xiàn)狀14-16
• 1.3.3 斜流泵的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3.4 螺旋斜流泵簡介18
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容18-19
• 1.5 本章小結(jié)19-20
• 第二章 湍流基本理論及數(shù)值研究方法簡介20-24
• 2.1 湍流基本理論20
• 2.2 粘性流體動力學(xué)基本方程組20-22
• 2.2.1 基本方程組20-21
• 2.2.2 基本方程組的求解思路21-22
• 2.3 數(shù)值計算方法22-23
• 2.3.1 數(shù)值求解的發(fā)展過程22-23
• 2.3.2 湍流模型23
• 2.3.3 模擬條件設(shè)置23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第三章 螺旋斜流泵設(shè)計及其數(shù)值模型建立與網(wǎng)格劃分24-39
• 3.1 泵的基本設(shè)計理論及方法24-25
• 3.2 螺旋斜流泵基本設(shè)計參數(shù)的確定25-26
• 3.3 螺旋斜流泵的水力設(shè)計26-33
• 3.3.1 螺旋斜流泵效率的估算26-27
• 3.3.2 螺旋斜流泵用電機(jī)的選擇和最小軸徑的確定27
• 3.3.3 螺旋斜流泵進(jìn)出口直徑的確定27-28
• 3.3.4 螺旋斜流泵葉輪的水力設(shè)計28-30
• 3.3.5 螺旋斜流泵空間導(dǎo)葉的水力設(shè)計30-33
• 3.4 螺旋斜流泵計算域模型的建立33-34
• 3.5 模型泵計算域網(wǎng)格劃分34-38
• 3.5.1 網(wǎng)格劃分技術(shù)及網(wǎng)格質(zhì)量對計算解的影響34
• 3.5.2 主要過流部件網(wǎng)格劃分34-36
• 3.5.3 全流道網(wǎng)格組裝及網(wǎng)格無關(guān)性檢查36-38
• 3.6 本章小結(jié)38-39
• 第四章 螺旋斜流泵性能和內(nèi)流特性數(shù)值分析39-53
• 4.1 數(shù)值模擬方法及邊界條件的確定39-41
• 4.1.1 螺旋斜流泵穩(wěn)態(tài)數(shù)值計算方法40
• 4.1.2 穩(wěn)態(tài)模擬邊界條件的設(shè)定40-41
• 4.1.3 計算殘差設(shè)置和收斂性判定41
• 4.2 螺旋斜流泵定常模擬外特性41-44
• 4.2.1 螺旋斜流泵變流量工況定常數(shù)值計算41
• 4.2.2 螺旋斜流泵定常數(shù)值模擬外特性41-44
• 4.3 螺旋斜流泵定常模擬內(nèi)部流動特性44-48
• 4.3.1 螺旋斜泵全流道內(nèi)部流動特性44-46
• 4.3.2 模型泵全流道流線分布規(guī)律46-48
• 4.4 設(shè)計工況下螺旋斜流泵內(nèi)部非定常流動特性48-52
• 4.4.1 設(shè)計工況下螺旋斜流泵非定常外特性49-50
• 4.4.2 設(shè)計工況下螺旋斜流泵壓力脈動特性50-52
• 4.5 本章小結(jié)52-53
• 第五章 螺旋斜流泵靜葉柵改型研究53-63
• 5.1 空間導(dǎo)葉改型設(shè)計方案53
• 5.2 基于內(nèi)部流場分析的空間導(dǎo)葉葉片型線改型研究53-57
• 5.2.1 空間導(dǎo)葉葉片型線改型前內(nèi)部流線分布54-55
• 5.2.2 空間導(dǎo)葉葉片型線改型55-56
• 5.2.3 空間導(dǎo)葉葉片型線改型后模型泵性能分析56-57
• 5.3 空間導(dǎo)葉葉片數(shù)對導(dǎo)葉內(nèi)部流動的影響57-62
• 5.3.1 不同空間導(dǎo)葉葉片數(shù)時模型泵全流道三維模型58
• 5.3.2 不同空間導(dǎo)葉葉片數(shù)時模型泵動靜葉柵內(nèi)部流場分析58-62
• 5.3.3 不同空間導(dǎo)葉葉片數(shù)時模型泵性能分析62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 結(jié)論與展望63-66
• 1.工作總結(jié)和結(jié)論63-65
• 2.存在的不足和展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 致謝70-71
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果71

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：螺旋斜流泵動靜葉柵內(nèi)部流動特性分析與靜葉改型研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：504725