發(fā)布時間：2018-11-23 11:39

【摘要】：軸流泵廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟各領(lǐng)域，大量的市場需求對軸流泵的效率和運行穩(wěn)定性提出了更高的要求，葉輪是軸流泵的重要元件，葉輪設(shè)計是否合理直接影響到軸流泵性能的好壞，軸流泵的水力模型是保證真機的能量標準、空蝕標準和運行穩(wěn)定的根本。升力法是傳統(tǒng)的軸流泵葉輪水力設(shè)計方法，是一種半理論半經(jīng)驗的方法，目前用流線法設(shè)計出了性能優(yōu)秀的離心泵和混流泵水力模型，由于上述泵型同屬葉片泵，本文中采用上述兩種方法分別設(shè)計出軸流泵葉輪的水力模型，并對兩種葉輪性能進行比較。 要提高軸流泵的效率、擴大工況范圍和提高可靠性，必須對泵的內(nèi)部流動進行深入研究。通過對軸流泵內(nèi)部流動進行數(shù)值模擬，獲得準確的內(nèi)部流場分布及各個過流部件的流動狀態(tài)信息，是設(shè)計出優(yōu)秀泵模型及對其進行優(yōu)化設(shè)計的有效手段。 本文主要研究工作和取得的成果如下： 1、對國內(nèi)外軸流泵的研究現(xiàn)狀進行概括總結(jié)及綜合分析，根據(jù)軸流泵的基本設(shè)計理論分別采用升力法和流線法對葉輪進行水力設(shè)計。 2、運用三維造型軟件Pro/E對軸流泵的過流部件進行三維實體造型，借助ICEM對實體模型劃分出非結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格。 3、對初始設(shè)計的兩種水力模型進行數(shù)值計算，通過分析計算結(jié)果做出能量性能預(yù)估。比較兩種水力模型的效率預(yù)估值，提出了采用流線法設(shè)計出性能指標更好的軸流泵水力模型。 4、運用CFD流場仿真技術(shù)對軸流泵的內(nèi)部流動進行研究，計算以雷諾時均N-S方程和連續(xù)方程作為控制方程，采用標準κ-ε雙方程的湍流模型使方程組封閉，使用SIMPLEC算法對流速和壓力進行求解，，離散以二階精度差分格式實現(xiàn)。在不同工況下對軸流泵的內(nèi)部流動進行詳細的數(shù)值模擬，得到并分析各過流部件內(nèi)部詳細的流動信息。
[Abstract]:The axial flow pump is widely used in various fields of the national economy. A large number of market demands put forward higher requirements for the efficiency and operation stability of the axial flow pump. Impeller is an important component of the axial flow pump. Whether impeller design is reasonable or not directly affects the performance of axial flow pump. The hydraulic model of axial flow pump is the fundamental to ensure the energy standard cavitation erosion standard and operation stability of real machine. The lift method is a traditional hydraulic design method for impeller of axial flow pump, which is a semi-theoretical and semi-empirical method. At present, the hydraulic models of centrifugal pump and mixed flow pump with excellent performance have been designed by streamline method. In this paper, the hydraulic models of axial flow pump impellers are designed by using the above two methods, and the performances of the two impellers are compared. In order to improve the efficiency of the axial flow pump, expand the operating range and improve the reliability, the internal flow of the pump must be deeply studied. Through the numerical simulation of the internal flow of the axial flow pump, the accurate internal flow field distribution and the flow state information of each flow passing part are obtained, which is an effective means to design the excellent pump model and optimize its design. The main research work and achievements in this paper are as follows: 1. The current research situation of axial flow pump at home and abroad is summarized and analyzed. According to the basic design theory of axial flow pump, hydraulic design of impeller is carried out by lift method and streamline method respectively. 2. 3D modeling software Pro/E is used to model the flow parts of axial flow pump, and ICEM is used to divide the model into unstructured meshes. 3. Two kinds of hydraulic models are numerically calculated, and the energy performance is predicted by analyzing the results. Compared with the efficiency of the two hydraulic models, an axial flow pump hydraulic model with better performance index was designed by streamline method. 4. The internal flow of axial flow pump is studied by CFD flow field simulation technique. The Reynolds time averaged N-S equation and continuous equation are used as governing equations, and the turbulent model of standard 魏-蔚 double equation is used to close the equations. The SIMPLEC algorithm is used to solve the velocity and pressure, and the discretization is realized by the second order precision difference scheme. Detailed numerical simulation of the internal flow of axial flow pump is carried out under different operating conditions, and detailed flow information is obtained and analyzed.
【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】：2012
【分類號】：TH311

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊敬江;關(guān)醒凡;;高比轉(zhuǎn)數(shù)軸流泵水力模型設(shè)計[J];農(nóng)業(yè)機械學(xué)報;2008年12期

2 李慶剛;宋文武;;ZWX系列軸流泵水力設(shè)計與流動模擬[J];水泵技術(shù);2008年01期

3 楊敬江;關(guān)醒凡;;軸流泵水力模型內(nèi)部流動數(shù)值模擬[J];流體機械;2008年12期

4 湯方平;謝偉東;伍杰;;軸流泵水力模型同臺測試結(jié)果及選型分析[J];排灌機械;2006年06期

5 ;軸流泵水力模型研究又獲新成果[J];水電能源科學(xué);1983年01期

6 關(guān)醒凡,袁壽其,張建華,楊洪群,施衛(wèi)東;軸流泵系列水力模型試驗研究報告[J];水泵技術(shù);2004年03期

7 伍仁;;應(yīng)用科研成果提高水泵功效——高效24ZLBc-100型軸流泵的研制[J];排灌機械;1983年01期

8 施衛(wèi)東;低揚程軸流泵水力模型的試驗研究[J];江蘇理工大學(xué)學(xué)報;1998年01期

9 關(guān)醒凡,袁壽其,魏東,沈日邁,張建華,楊洪群;系列軸流泵模型研究有關(guān)問題[J];通用機械;2003年11期

10 鄢碧鵬,湯方平;葉片數(shù)變化對軸流泵性能影響的研究[J];揚州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1998年03期

相關(guān)會議論文 前10條

1 于永海;姜曉明;;軸流泵水力模型選擇與相關(guān)軟件開發(fā)[A];2009全國大型泵站更新改造研討暨新技術(shù)、新產(chǎn)品交流大會論文集[C];2009年

2 張永泉;安志林;;軸流泵葉片的數(shù)控加工[A];2011年“天山重工杯”全國機電企業(yè)工藝年會暨第五屆機械工業(yè)節(jié)能減排工藝技術(shù)研討會論文集[C];2011年

3 李國榮;周建業(yè);孫寒松;胡盛壽;朱曉東;郝宗超;田步升;陳海豐;;軸流泵全人工心臟的研究[A];中國心臟大會（CHC）2011暨北京國際心血管病論壇論文集[C];2011年

4 施衛(wèi)紅;;給水管網(wǎng)水力模型在供水專業(yè)規(guī)劃中的應(yīng)用[A];規(guī)劃創(chuàng)新：2010中國城市規(guī)劃年會論文集[C];2010年

5 賈鳳芹;趙任勝;王德靜;;HZX系列懸掛式軸流泵的設(shè)計[A];2004年全國化工、石化裝備國產(chǎn)化暨設(shè)備管理技術(shù)交流會會議論文集[C];2004年

6 陳堅;劉德祥;丘傳忻;鄭玉春;;帶前置導(dǎo)輪的軸流泵裝置模型試驗結(jié)果及分析[A];中國水利學(xué)會2001學(xué)術(shù)年會論文集[C];2001年

7 賈鳳芹;趙任勝;王德靜;;HZX系列懸掛式軸流泵的設(shè)計[A];首屆七省區(qū)市機械工程學(xué)會科技論壇論文集[C];2005年

8 宋滿堂;馬春生;于華財;;本鋼BFC法轉(zhuǎn)爐復(fù)吹技術(shù)[A];2001中國鋼鐵年會論文集（上卷）[C];2001年

9 張志軍;張存章;;給水管網(wǎng)水力模型的應(yīng)用[A];2011全國給水排水技術(shù)信息網(wǎng)年會暨技術(shù)交流會論文集[C];2011年

10 錢忠東;王焱;鄭彪;劉德祥;;可調(diào)導(dǎo)葉式軸流泵水力特性數(shù)值模擬6[A];2009全國大型泵站更新改造研討暨新技術(shù)、新產(chǎn)品交流大會論文集[C];2009年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 張明平;江蘇大學(xué)軸流泵模型用于南水北調(diào)東線源頭泵站[N];科技日報;2008年

2 實習(xí)生 陳軼琦 劉謝瑩 本報記者 楊新明;水利改造亟待武裝“低碳泵”[N];南通日報;2010年

3 王繁泓;以特色為本 靠優(yōu)勢立業(yè)[N];中國化工報;2002年

4 張士杰;東線工程泵組選型的幾個特殊問題 （上）[N];中國水利報;2003年

5 馬祥存;選購農(nóng)用水泵“原則”問題不能丟[N];湖南科技報;2007年

6 張明平邋姜木金;江大四個水泵模型用于南水北調(diào)工程[N];鎮(zhèn)江日報;2008年

7 竇以松;建設(shè)東線高效可靠泵站的思考[N];中國水利報;2003年

8 張士杰;東線工程泵組選型的幾個特殊問題（中）[N];中國水利報;2003年

9 成吉昌;專家爭議：進口，還是國產(chǎn)？[N];中國工業(yè)報;2003年

10 江蘇大學(xué)原黨委書記 金樹德;“科學(xué)防水”應(yīng)成為重要的指導(dǎo)方針[N];中國工業(yè)報;2003年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 王海松;軸流泵CAD-CFD綜合特性研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年

2 楊昌明;軸流泵間隙流動數(shù)值模擬與試驗研究[D];西南交通大學(xué);2003年

3 湯方平;噴水推進軸流泵設(shè)計及紊流數(shù)值分析[D];上海交通大學(xué);2007年

4 于志強;給水管網(wǎng)水力模型軟件與校驗抽樣設(shè)計研究[D];天津大學(xué);2010年

5 楊敬江;軸流泵水力模型設(shè)計方法與數(shù)值模擬研究[D];江蘇大學(xué);2008年

6 徐小明;大型河網(wǎng)水力水質(zhì)數(shù)值模擬方法[D];河海大學(xué);2001年

7 舒詩湖;基于fmGA的供水管網(wǎng)系統(tǒng)模型自動校核及模型應(yīng)用[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

8 譚瓊;排水系統(tǒng)模型在城市雨水水量管理中的應(yīng)用研究[D];同濟大學(xué);2007年

9 占梁梁;水力機械空化數(shù)值計算與試驗研究[D];華中科技大學(xué);2008年

10 馬維國;左心輔助途徑的比較研究及新型軸流泵的初步流體力學(xué)測試[D];中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué);2001年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 汪瑋華;軸流泵水力模型內(nèi)部流場數(shù)值模擬及性能分析[D];蘭州理工大學(xué);2012年

2 李冬平;原油輸送軸流泵的設(shè)計與數(shù)值分析[D];大連理工大學(xué);2011年

3 傅健;噴水推進串列式軸流泵水力性能的探索與研究[D];中國艦船研究院（上海船舶及海洋工程研究所）;2004年

4 李雪明;蒸發(fā)循環(huán)軸流泵內(nèi)部流動研究[D];西華大學(xué);2010年

5 李文全;軸流泵葉片動力特性預(yù)測模型研究[D];西華大學(xué);2012年

6 齊學(xué)軍;基于流—固耦合的軸流泵葉輪性能預(yù)測[D];西華大學(xué);2010年

7 謝德正;軸流泵葉輪的自動優(yōu)化設(shè)計研究[D];揚州大學(xué);2010年

8 栗鴻飛;基于CFD與PIV的水力機械交互式實驗臺的設(shè)計研究[D];西華大學(xué);2010年

9 姬凱;軸流泵葉輪內(nèi)空化流動實驗研究與數(shù)值計算[D];江蘇大學(xué);2010年

10 柴勝凱;軸流泵葉輪設(shè)計與性能預(yù)估[D];西安理工大學(xué);2004年

本文編號：2351470