本文關(guān)鍵詞：離心泵的內(nèi)部三維流場(chǎng)數(shù)值模擬研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：利用商用CFD軟件來解決工程流動(dòng)中的實(shí)際問題已是計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的發(fā)展趨勢(shì),與此同時(shí),也極大地推動(dòng)了數(shù)值模擬的飛快發(fā)展。離心泵的內(nèi)部流場(chǎng)流動(dòng)非常復(fù)雜,對(duì)其內(nèi)部湍流流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬不但能夠了解和掌握其內(nèi)部復(fù)雜的流動(dòng)規(guī)律,還可以對(duì)離心泵的結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及水力性能的改善起到指導(dǎo)作用,具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義,并可代替大量的實(shí)驗(yàn),節(jié)省了大量的人力物力。 目前,專門針對(duì)離心泵的內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值模擬研究還處于起步階段,至于離心泵整機(jī)內(nèi)部全流場(chǎng)的數(shù)值模擬更是少之又少。鑒于這種現(xiàn)狀,本文利用專業(yè)數(shù)值模擬軟件FLUENT對(duì)離心泵整機(jī)全流場(chǎng)進(jìn)行了三維湍流數(shù)值模擬,對(duì)其計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析和研究,探索其內(nèi)部流動(dòng)規(guī)律,并預(yù)測(cè)了離心泵的性能,最后將計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。主要做了以下幾個(gè)方面的工作： (1)綜述了離心泵內(nèi)部流場(chǎng)研究的發(fā)展歷史,詳細(xì)介紹了計(jì)算流體力學(xué)的基本理論和方法,包括控制方程、湍流模型、網(wǎng)格生成技術(shù)以及邊界條件。 (2)本文以型號(hào)為MY56-50的離心泵為研究對(duì)象,對(duì)其整機(jī)流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算。利用三維造型軟件PRO/E對(duì)離心泵內(nèi)各部件進(jìn)行三維造型,然后將整機(jī)模型導(dǎo)入到網(wǎng)格劃分軟件GAMBIT中對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)格劃分,最后利用FLUENT軟件進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,得到了不同工況下的速度分布和壓力分布。通過對(duì)計(jì)算結(jié)果綜合的比較分析,揭示了離心泵內(nèi)部的流動(dòng)規(guī)律。 (3)分析了流體密度對(duì)離心泵性能的影響。利用FLUENT軟件計(jì)算了五種不同密度流體介質(zhì)的離心泵的流場(chǎng)分布,由數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果分析得出離心泵內(nèi)部三維流場(chǎng)是與流體介質(zhì)密度無關(guān)的。 (4)基于FLUENT數(shù)值模擬軟件,選用標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型對(duì)三種不同蝸舌形狀的離心泵內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬。通過數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析表明,采用拉伸法蝸舌和矩形法蝸舌是可以代替補(bǔ)面法蝸舌來模擬實(shí)際蝸舌結(jié)構(gòu)的,但拉伸法蝸舌優(yōu)于矩形法蝸舌。
【關(guān)鍵詞】：離心泵 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué) 數(shù)值模擬 密度 蝸舌
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH311
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 離心泵概述12-13
• 1.2 離心泵內(nèi)部流場(chǎng)研究13-17
• 1.3 本文研究目的及意義17
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容17-18
• 1.5 本章小結(jié)18-20
• 第二章 CFD基本理論介紹20-34
• 2.1 流體動(dòng)力學(xué)控制方程21-25
• 2.1.1 質(zhì)量守恒方程21-22
• 2.1.2 動(dòng)量守恒方程22-24
• 2.1.3 能量守恒方程24
• 2.1.4 控制方程的通用形式24-25
• 2.2 湍流數(shù)值模擬理論25-30
• 2.2.1 湍流數(shù)值模擬方法25-30
• 2.3 控制方程的離散30-32
• 2.3.1 離散化方法介紹30-31
• 2.3.2 有限體積法31
• 2.3.3 常用的離散格式31-32
• 2.4 流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算的主要方法32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第三章 離心泵的三維實(shí)體建模34-44
• 3.1 葉輪的三維模型建造34-39
• 3.1.1 葉輪水力模型圖和主要設(shè)計(jì)參數(shù)34-35
• 3.1.2 流道實(shí)體建模35-39
• 3.2 蝸殼實(shí)體建模39-41
• 3.2.1 蝸殼水力模型圖及主要設(shè)計(jì)參數(shù)39-40
• 3.2.2 蝸殼流道三維模型建造過程40-41
• 3.3 離心泵整機(jī)流道三維實(shí)體模型41-42
• 3.4 本章小結(jié)42-44
• 第四章 離心泵整機(jī)流道三維實(shí)體模型的網(wǎng)格生成44-50
• 4.1 網(wǎng)格生成方法44
• 4.2 網(wǎng)格生成軟件GAMBIT介紹44-45
• 4.3 網(wǎng)格的劃分45-47
• 4.3.1 網(wǎng)格的生成45-46
• 4.3.2 邊界條件設(shè)置46-47
• 4.4 本章小結(jié)47-50
• 第五章 離心泵整機(jī)流場(chǎng)模擬計(jì)算50-70
• 5.1 FLUENT軟件介紹50-51
• 5.2 轉(zhuǎn)子和靜子的耦合模型51
• 5.3 數(shù)值模擬步驟51-56
• 5.3.1 網(wǎng)格的相關(guān)操作51-52
• 5.3.2 求解器設(shè)置52
• 5.3.3 設(shè)置計(jì)算模型52
• 5.3.4 設(shè)置運(yùn)行環(huán)境52
• 5.3.5 轉(zhuǎn)速單位的設(shè)置52
• 5.3.6 材料定義52
• 5.3.7 邊界條件設(shè)置52-55
• 5.3.8 設(shè)置求解參數(shù)55
• 5.3.9 初始化流場(chǎng)和監(jiān)視殘差55
• 5.3.10 質(zhì)量流量平衡的檢查55-56
• 5.4 計(jì)算模擬結(jié)果的分析56-65
• 5.4.1 整機(jī)流場(chǎng)數(shù)值模擬結(jié)果分析56-58
• 5.4.2 葉輪內(nèi)流場(chǎng)數(shù)值模擬結(jié)果分析58-63
• 5.4.3 蝸殼內(nèi)流場(chǎng)數(shù)值模擬結(jié)果分析63-65
• 5.5 不同工況下的離心泵數(shù)值計(jì)算分析65-67
• 5.6 揚(yáng)程和水力效率參數(shù)計(jì)算67-69
• 5.6.1 各性能參數(shù)計(jì)算公式67-68
• 5.6.2 預(yù)測(cè)曲線與實(shí)驗(yàn)曲線的對(duì)比分析68-69
• 5.7 本章小結(jié)69-70
• 第六章 不同密度流體對(duì)離心泵性能的影響70-78
• 6.1 數(shù)值分析70-74
• 6.1.1 數(shù)值模擬計(jì)算70-71
• 6.1.2 結(jié)果分析71-74
• 6.2 性能分析74-76
• 6.3 結(jié)論76
• 6.4 本章小結(jié)76-78
• 第七章 蝸舌形狀對(duì)離心泵性能數(shù)值模擬的影響78-84
• 7.1 研究方案78-79
• 7.2 數(shù)值模擬研究79-82
• 7.2.1 模型建立與網(wǎng)格劃分79
• 7.2.2 內(nèi)部流場(chǎng)對(duì)比分析79-81
• 7.2.3 性能分析81-82
• 7.3 結(jié)論82
• 7.4 本章小結(jié)82-84
• 第八章 全文總結(jié)與工作展望84-86
• 8.1 全文總結(jié)84-85
• 8.2 工作展望85-86
• 參考文獻(xiàn)86-90
• 致謝90-92
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄92

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 羅晟,蔡兆麟;變?nèi)~片數(shù)和長短葉片結(jié)構(gòu)對(duì)離心葉輪內(nèi)三維粘性流場(chǎng)的影響[J];風(fēng)機(jī)技術(shù);2000年06期

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10 錢健,劉超,湯方平,成立;離心泵葉輪內(nèi)部三維紊流數(shù)值模擬與驗(yàn)證[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2005年01期

  本文關(guān)鍵詞：離心泵的內(nèi)部三維流場(chǎng)數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：293514