【摘要】：水泵在眾多工業(yè)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用,發(fā)揮著重要的作用,但與此同時,由于流體設(shè)計方面的原因,傳統(tǒng)水泵的效率不高,成為相應(yīng)行業(yè)中耗電的“大戶”。因此提高泵的效率,降低泵的能耗,改善泵的性能,不僅具有重要的工業(yè)價值,而且具有理論意義。 傳統(tǒng)的泵的設(shè)計方法基于半理論、半經(jīng)驗和試驗驗證的基礎(chǔ)上,即“設(shè)計—試制—試驗—改進(jìn)”的設(shè)計方法,該方法受研究手段所限不能全面了解泵內(nèi)部流場分布及流動特點,在設(shè)計上存在諸多值得改善的地方。近年來,隨著計算流體力學(xué)(CFD)的發(fā)展及應(yīng)用,使得通過數(shù)值仿真,全面研究離心泵內(nèi)部流動已經(jīng)成為可能。 本論文以某新型節(jié)能離心泵為研究對象,利用現(xiàn)代非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格技術(shù)離散泵全流道區(qū)域,用κ-ε雙方程模型和大渦模擬方法分別對不同工況下的內(nèi)部流動進(jìn)行了分析,并對不同葉輪組合情況下泵的性能進(jìn)行了對比研究。主要研究工作如下: (1) 在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,綜述了計算流體力學(xué)在流體物理、網(wǎng)格技術(shù)以及計算方法等方面的最新發(fā)展及動態(tài),以及CFD在流體機(jī)械內(nèi)部流動數(shù)值模擬方面的應(yīng)用,并對雷諾時均方程、標(biāo)準(zhǔn)κ-ε模型和基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的有限體積法和SIMPIEC算法在離心泵流場中的應(yīng)用進(jìn)行了全面的總結(jié)。 (2) 應(yīng)用GAMBIT軟件,對三維扭曲葉片,葉輪區(qū)域、導(dǎo)流槽區(qū)域、旋流管區(qū)域和進(jìn)出口區(qū)域分別進(jìn)行了三維幾何建模,結(jié)合現(xiàn)代非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格技術(shù),對流道各區(qū)域進(jìn)行了網(wǎng)格劃分,并用非一致網(wǎng)格對接技術(shù),實現(xiàn)了各區(qū)域的流動信息交換。通過TGRID軟件連接各計算區(qū)域,成功建立了具有復(fù)雜流道的節(jié)能離心泵從進(jìn)口到出口區(qū)域的全流道三維數(shù)值計算模型。 (3) 基于標(biāo)準(zhǔn)κ-ε雙方程模型、現(xiàn)代非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格技術(shù)和有限體積離散方法,使用Fluent流體動力學(xué)軟件,計算了四葉片型式下,12種不同流量工況下的水泵揚程、軸功率和效率,并與試驗結(jié)果進(jìn)行對比,吻合較好,從而驗證了此次數(shù)值建模和計算方法的正確性。同時還分別針對4種不同葉片型式下的葉輪,在6種不同流量工況下分別進(jìn)行了計算,并
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號】：TH311
【圖文】：

點的三維坐標(biāo)，將三維點坐標(biāo)連成表示各截面的邊界曲線，通過邊界曲線生成表示葉片工作面和背面的曲面，通過曲面生成表示葉片的三維實體，如圖3一l所示。最后要得到計算的流體區(qū)域，必須得到只表示流體流動的部分。通常的做法是再生成葉輪的整個三維實體，然后通過布爾運算，從中差去葉片實體，得到葉輪的三維流道實體計算區(qū)域。女「l圖3一2所示。圖3一1單個葉片三維實體圖圖3一2葉輪三維流道實體圖導(dǎo)流槽和旋流管是流體被拋出高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)輪后主要的過流裝置

由于節(jié)能離心泵全流道的三維實體模型較為復(fù)雜，本次使用四面體非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格進(jìn)行劃分，共計節(jié)點數(shù)7.1萬，單元數(shù)32.8萬，葉輪部分網(wǎng)格見圖3一7，旋流管的網(wǎng)格見圖3一8，整體全流道網(wǎng)格見圖3一9。3一7葉輪計算區(qū)域網(wǎng)格圖3一S旋流管網(wǎng)格示意圖圖3一9節(jié)能離心泵全流道網(wǎng)格劃分圖

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 張翔;不銹鋼沖壓焊接離心泵能量轉(zhuǎn)換特性與設(shè)計方法[D];江蘇大學(xué);2011年

本文編號：2720673