【摘要】： X型旋流泵具有良好的無堵塞性能,適用于輸送污水,帶有纖維和較大顆粒的混合液。旋流泵內(nèi)部的流動情況比較復(fù)雜,目前對旋流泵的流動機(jī)理了解的不是很清楚,所以旋流泵的設(shè)計理論也不完善,在工程設(shè)計中多數(shù)的設(shè)計是建立在經(jīng)驗基礎(chǔ)之上,利用清水泵設(shè)計理論并加以修正來進(jìn)行設(shè)計,所以設(shè)計出的泵型效率偏低。因此迫切需要對旋流泵的內(nèi)部流動規(guī)律進(jìn)行深入的研究,為設(shè)計出高效且運行穩(wěn)定的旋流泵提供理論基礎(chǔ)。 旋流泵是一種葉輪退縮在泵體內(nèi),具有較大的無葉腔的一種雜質(zhì)泵,其內(nèi)部流動比較復(fù)雜,利用測試手段顯示泵內(nèi)的流動狀況所需成本高、周期長,且測試結(jié)果受到測試手段的限制。為了找到研究旋流泵內(nèi)部流動的新方法,本文利用PRO/E建立旋流泵的三維模型,并用GAMBIT劃分了網(wǎng)格,采用比較成熟的κ-ε模型來封閉求解N-S方程。對封閉的方程組進(jìn)行數(shù)值求解,采用有限體積法進(jìn)行離散,壓力修正使用SIMOLEC算法。利用FLUENT軟件模擬了旋流泵在清水中改變?nèi)~片寬度以及改變?nèi)~輪外徑與殼體間隙值時的內(nèi)部流場并分析出這些參數(shù)對旋流泵性能的影響進(jìn)而確定性能較好的水力模型。再利用FLUENT軟件對此模型在改變顆粒直徑和進(jìn)口初始固相濃度后的固液兩相介質(zhì)工況下的內(nèi)部流場進(jìn)行了模擬,得到了泵內(nèi)的壓力分布、速度分布、固相濃度分布等重要的流場信息,總結(jié)出旋流泵的內(nèi)部流動規(guī)律,可用于指導(dǎo)旋流泵的水力設(shè)計。 文中對旋流泵的主要研究成果如下: 1.將葉輪由原先的直葉片改成彎曲葉片,其泵的性能得到了提高。 2.在清水條件下,葉片寬度越寬其旋流泵的揚程越大但是效率卻表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢進(jìn)而找到了原模型的最佳葉片寬度值為48毫米。 3.在清水條件下,加大葉輪外徑與殼體間隙值其旋流泵的揚程和效率均表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢進(jìn)而找到了原模型的最優(yōu)葉輪外徑與殼體間隙值為17毫米。 4.分析了固體顆粒直徑及含沙量的改變對旋流泵的壓力場、速度場的影響。
【圖文】：

葉輪旋轉(zhuǎn)區(qū)域(造型時對進(jìn)口和出口己做適當(dāng)延長)。劃分計算區(qū)域網(wǎng)格采用非結(jié)構(gòu)化六面體網(wǎng)格，其中進(jìn)口、無葉腔、葉輪旋轉(zhuǎn)區(qū)域的網(wǎng)格數(shù)目分別為21718、240451、290795，整個計算模型(見圖2.3)的網(wǎng)格數(shù)目為552997個網(wǎng)格。圖2.3旋流泵網(wǎng)格圖2.2.2.2網(wǎng)格質(zhì)里的檢查網(wǎng)格質(zhì)量對計算的精度和穩(wěn)定性有很大的影響，，所以必須在劃完網(wǎng)格后對網(wǎng)格質(zhì)量進(jìn)行檢查。質(zhì)量好的網(wǎng)格收斂性好，質(zhì)量差的網(wǎng)格造成計算精度不準(zhǔn)確，甚至計算結(jié)果發(fā)散。用Range方法檢查時，趨于。是最好的，而趨于1則是最壞的。2.2.3指定邊界條件及計算區(qū)域類型邊界條件及計算區(qū)域是CFD計算的重要依據(jù)之一，它和網(wǎng)格有密切聯(lián)系，邊界條件必須在Gambit中初步指定，以后在 Fluent中還可以修改。計算區(qū)域中常包括多種類型的邊界及區(qū)域，在生成網(wǎng)格后，必須對邊界條件進(jìn)行準(zhǔn)確的定義。在指定邊界條件時，最好對所有的面都進(jìn)行定義，因為未定義的面Gambit將會自動定義為Wall;同時

果及相應(yīng)的分析。對輸送清水狀況，本文對設(shè)計流量Q二80m3/h，這里只給出設(shè)計流量下的殘差圖及描述，如下圖4.1: itercontinuityx一veloeityy·velocityz一 velocitykePsilontime/iter !752solution15converged 7529.1776e· 052.838le一 051.809le一 052.8909e· 055.7567e一 059.9782e。 050:00:001001岡2}性鄉(xiāng)1“‘1一~-1.司4」、之卜擺卜釗一 011扣200 3004D051】l】IterationS日 00700800圖4.1殘差收斂曲線圖由圖4.1殘差收斂曲線圖可見計算收斂，可對數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行分析。截面選取時以下各圖顯示全壓時所取單位為pa。
【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】：2008
【分類號】：TH311

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 賈寧寧;旋流泵的數(shù)字化設(shè)計及性能分析[D];西華大學(xué);2012年

2 陳波;離心式污水泵內(nèi)部流動的三維數(shù)值模擬[D];南京理工大學(xué);2012年

本文編號：2668808