【摘要】：利用CFD技術(shù)對流體在流場內(nèi)的運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行數(shù)值模擬已成為研究離心泵的一種重要方法,但目前為止多是針對單吸式和單流道進(jìn)行的。低比轉(zhuǎn)速石油化工流程泵是石化和煉廠流程中普遍使用的產(chǎn)品,但其圓盤摩擦損失大、效率低、軸功率隨流量增大而急劇上升、揚(yáng)程曲線容易出現(xiàn)駝峰等缺點(diǎn)長期以來一直困擾著每一個生產(chǎn)廠家和用戶,限制著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。本課題使用FLUENT6.0軟件,采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε紊流模型以及由Patankar和Spalding提出的SIMPLE算法,對HD型低比轉(zhuǎn)速石油化工流程泵雙吸式葉輪內(nèi)部流場進(jìn)行數(shù)值模擬,給出了其壓力和速度的分布規(guī)律,揭示了其內(nèi)部流動的主要特征,為離心泵雙吸式葉輪設(shè)計提供了重要理論依據(jù)。并由計算結(jié)果繪制成離心泵揚(yáng)程的特性曲線,與實驗值進(jìn)行了比較,達(dá)到指導(dǎo)工程實踐的目的。其中對泵性能曲線的預(yù)測,減少了泵的模型制作、試制、實驗費(fèi)用,縮短了設(shè)計和制造周期,有一定理論及實用價值。 以往對流程泵雙吸式葉輪內(nèi)部流場的數(shù)值模擬多是選取單流道進(jìn)行的,這與雙吸式的特點(diǎn)還是有很大差別的。本論文嚴(yán)格遵守實體模型進(jìn)行建模,在邊界條件設(shè)定上采用質(zhì)量出口邊界條件并給出了其應(yīng)用條件,相對于其它出口邊界條件的設(shè)定(如速度和壓力出口,必須經(jīng)過準(zhǔn)確的計算或?qū)嶒灉y定,給邊界條件的設(shè)定帶來了難度),質(zhì)量出口邊界條件以其簡單有效使流場模擬研究得到簡化。
【圖文】：

本課題選用的實體模型為HD400一160xZ型石油化工流程泵雙吸式離心泵葉輪。該模型由前蓋板、輪毅和葉片三部分組成。其主要設(shè)計參數(shù)和幾何參數(shù)分別見表2一1和表2一2;圖2一1是利用GAMBTI軟件對雙吸式離心泵葉輪的實體造型，為便于觀察，去掉了前蓋板。表2一1HD40)16Ox2型石油化工流程泵葉輪的設(shè)計工況參數(shù)表流流量量揚(yáng)程程轉(zhuǎn)速(rm/in)))軸功率率效率率汽蝕余量(耐耐(((襯/h)))(m)))))(kw)))(%)))))4440000160002950005400071113.777表2一2HD40}16Ox2型石油化工流程泵葉輪的設(shè)計幾何參數(shù)表進(jìn)口直徑}輪毅直徑}出口直徑}出口寬度1出口角度}葉片數(shù)葉片包角n勺”177n節(jié)11102

采用體的對稱復(fù)制命令，生成兩個輔助體。(7)用一圓柱體依次減去葉片、輪毅及輔助體，，便可得到整個雙吸式離心泵葉輪流道實體，見圖2一。(8)分別選取進(jìn)出口面為速度進(jìn)口和質(zhì)量出口的邊界條件，見圖2一2。只心儀圖2一2雙吸式葉輪流道模型及邊界條件至此，HD400一160X2型石油化工流程泵的離心式雙吸葉輪流道建模工作基本完成。GAMBIT2.0雖然可以實現(xiàn)高級繪圖，但其修改功能相對較弱，如果沒有合理的安排，建模過程中多次的重復(fù)和反復(fù)就有可能無法完成建模。因此首先對模型要有整體的規(guī)劃，一定要以流道為建模的最終目標(biāo)，而非葉片或其他部件;坐標(biāo)系的選擇也很重要，好的坐標(biāo)系可以使模型簡化，起到事半功倍的效果;最后就是關(guān)于實體和虛體的區(qū)別，一些復(fù)雜的圖形生成體時，有可能一次無法生成實體，虛體可以彌補(bǔ)這個缺陷
【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】：2005
【分類號】：TH311

【引證文獻(xiàn)】

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1 王曉燕;低比轉(zhuǎn)速離心泵雙吸葉輪及蝸殼內(nèi)部流場的數(shù)值計算與分析[D];蘭州理工大學(xué);2006年

2 李會暖;雙吸式低比轉(zhuǎn)速離心泵內(nèi)部流場的數(shù)值計算與分析[D];蘭州理工大學(xué);2007年

3 孫明智;軸向柱塞泵軸向流道的研究[D];西南交通大學(xué);2007年

4 季柳金;離心式低濃紙漿泵壓力脈動的研究及數(shù)值模擬[D];江蘇大學(xué);2006年

5 李賢華;雙吸式離心泵內(nèi)部流場數(shù)值模擬研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2007年

6 劉琦;基于CFD的離心泵整機(jī)流場數(shù)值模擬[D];吉林大學(xué);2008年

7 張文軍;離心泵全流道內(nèi)空化流場的數(shù)值模擬及預(yù)測[D];蘭州理工大學(xué);2008年

8 婁磊;軸向柱塞泵動力特性及配流盤內(nèi)流場特性研究[D];蘭州理工大學(xué);2010年

9 陽吉初;一種軸向離心風(fēng)機(jī)CFD數(shù)值模擬及優(yōu)化研究[D];西南交通大學(xué);2011年

本文編號：2636902