新型井泵的水力設(shè)計及內(nèi)部流動數(shù)值模擬
發(fā)布時間:2022-09-30 21:45
深井離心泵是抽取地下水的主要設(shè)備,在我國農(nóng)村廣為使用。目前,深井泵市場競爭激烈,降低生產(chǎn)成本,提高深井泵性能是廣大廠家迫切期待的。 2004年以來江蘇大學(xué)流體機械工程技術(shù)研究中心陸偉剛等開展了對新型深井離心泵的研制工作,本文在此基礎(chǔ)上創(chuàng)新設(shè)計方法,提出葉輪的極大揚程設(shè)計法和導(dǎo)葉進口邊扭曲的反導(dǎo)葉設(shè)計法。極大揚程設(shè)計法將葉輪前蓋板直徑擴大到泵體內(nèi)壁邊緣,使葉輪直徑在相同的井徑條件下達到極大值,克服了深井離心泵外徑受井徑限制的不利條件,極大地提高了揚程。進口邊扭曲的反導(dǎo)葉設(shè)計法,使導(dǎo)葉進口流動更趨合理,同時使泵體軸向長度減短到極小值。在此基礎(chǔ)上試制出100SJB8型深井泵,通過試驗表明該型號比同規(guī)格井泵單級揚程提高50%左右,而且生產(chǎn)成本降低了三分之一左右,在研制節(jié)能節(jié)材型深井泵的道路上開辟了新的捷徑,為進一步的研究打下了良好的基礎(chǔ)。 在水力設(shè)計過程中,我們利用CFD強大的模擬仿真能力,為設(shè)計提供詳細的流場數(shù)據(jù),以輔助改進之用。本文利用商用軟件Fluent6.0對100SJB8型泵進行數(shù)值模擬和分析,得到其流場并預(yù)報水力性能,經(jīng)試制100SJB8樣機并比較試...
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 深井泵概述
1.2 深井泵的發(fā)展歷史
1.2.1 我國長軸深井泵的發(fā)展歷史
1.2.2 我國井用潛水泵的發(fā)展歷史
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
1.4 研究目的與意義
第2章 新型深井泵的水力設(shè)計方法
2.1 深井泵設(shè)計參數(shù)
2.2 深井泵極大揚程設(shè)計法
2.2.1 設(shè)計參數(shù)
2.2.2 設(shè)計方法
2.3 深井泵扭曲反導(dǎo)葉設(shè)計法
第3章 深井泵內(nèi)部流動的數(shù)值計算
3.1 數(shù)值模擬概述
3.1.1 數(shù)值模擬的背景
3.1.2 湍流概述
3.1.3 離心泵湍流模擬概況
3.1.4 計算模型的說明
3.2 網(wǎng)格生成技術(shù)
3.2.1 網(wǎng)格生成的歷史與動態(tài)
3.2.2 網(wǎng)格生成方法
3.2.3 貼體網(wǎng)格生成
3.3 流動控制方程
3.3.1 基本方程
3.3.2 Reynolds時均方程
3.3.3 湍流模型
3.4 流場求解數(shù)值方法
3.4.1 求解流場常用數(shù)值方法概述
3.4.2 用控制容積積分法離散二維對流擴散通用方程
3.4.3 深井泵內(nèi)水流運動方程的二維離散形式
3.4.4 流場求解的二維 SIMPLE算法
3.4.5 SIMPLE算法計算步驟
3.5 運用 Fluent6.0進行流場計算
3.5.1 工作介質(zhì)屬性
3.5.2 實體造型及計算區(qū)域網(wǎng)格劃分
3.5.3 邊界條件
3.5.4 數(shù)值算法及求解控制參數(shù)
3.6 模擬結(jié)果的分析與性能預(yù)測
3.6.1 內(nèi)部流場的分析
3.6.2 性能參數(shù)預(yù)測
3.7 考慮對稱性和表面粗糙度的模擬
3.7.1 利用周期性條件簡化對稱問題的模擬
3.7.2 考慮表面粗糙度的模擬
第4章 深井泵軸向力計算和自平衡分析
4.1 深井泵軸向力計算與平衡概況
4.2 深井泵軸向力的理論計算與自平衡分析
4.3 深井泵軸向力的數(shù)值計算和自平衡分析
4.3.1 軸向力數(shù)值計算
4.3.2 軸向力平衡分析
4.3.3 總結(jié)
第5章 系列產(chǎn)品開發(fā)和試驗
5.1 系列產(chǎn)品開發(fā)
5.2 利用模擬預(yù)報和改進
第6章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻
致謝
作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文與研究成果
附錄
【參考文獻】:
期刊論文
[1]軸流泵內(nèi)部流動數(shù)值模擬中湍流模式可用性的研究[J]. 施法佳,陳紅勛. 上海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2006(03)
[2]雙吸式葉輪內(nèi)流三維數(shù)值模擬及性能預(yù)測[J]. 趙斌娟,袁壽其,李紅,談明高. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2006(01)
[3]離心泵葉輪內(nèi)變流量流動特性的數(shù)值模擬[J]. 張兄文,李國君,李軍. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2005(10)
[4]水泵CFD應(yīng)用中的若干問題與思考[J]. 王福軍,黎耀軍,王文娥,叢國輝,王利萍. 排灌機械. 2005(05)
[5]CFD在水力機械湍流分析與性能預(yù)測中的應(yīng)用[J]. 王福軍. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2005(04)
[6]分流葉片離心泵葉輪內(nèi)變工況三維數(shù)值分析[J]. 何有世,袁壽其,郭曉梅,張金鳳. 江蘇大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2005(03)
[7]葉輪機械內(nèi)部流場數(shù)值模擬研究綜述[J]. 侯樹強,王燦星,林建忠. 流體機械. 2005(05)
[8]貼體網(wǎng)格的生成與平面二維泥沙運動方程在貼體坐標區(qū)域中的變換[J]. 謝艷芳,王穎,陳剛,張雙虎. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2005(03)
[9]離心泵葉輪內(nèi)變工況三維湍流數(shù)值模擬[J]. 李龍,王澤,徐峰,韓丹. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2004(06)
[10]帶分流葉片的離心泵葉輪三維貼體網(wǎng)格生成[J]. 袁壽其,何有世,黃良勇,叢小青. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2004(06)
本文編號:3684329
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 深井泵概述
1.2 深井泵的發(fā)展歷史
1.2.1 我國長軸深井泵的發(fā)展歷史
1.2.2 我國井用潛水泵的發(fā)展歷史
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
1.4 研究目的與意義
第2章 新型深井泵的水力設(shè)計方法
2.1 深井泵設(shè)計參數(shù)
2.2 深井泵極大揚程設(shè)計法
2.2.1 設(shè)計參數(shù)
2.2.2 設(shè)計方法
2.3 深井泵扭曲反導(dǎo)葉設(shè)計法
第3章 深井泵內(nèi)部流動的數(shù)值計算
3.1 數(shù)值模擬概述
3.1.1 數(shù)值模擬的背景
3.1.2 湍流概述
3.1.3 離心泵湍流模擬概況
3.1.4 計算模型的說明
3.2 網(wǎng)格生成技術(shù)
3.2.1 網(wǎng)格生成的歷史與動態(tài)
3.2.2 網(wǎng)格生成方法
3.2.3 貼體網(wǎng)格生成
3.3 流動控制方程
3.3.1 基本方程
3.3.2 Reynolds時均方程
3.3.3 湍流模型
3.4 流場求解數(shù)值方法
3.4.1 求解流場常用數(shù)值方法概述
3.4.2 用控制容積積分法離散二維對流擴散通用方程
3.4.3 深井泵內(nèi)水流運動方程的二維離散形式
3.4.4 流場求解的二維 SIMPLE算法
3.4.5 SIMPLE算法計算步驟
3.5 運用 Fluent6.0進行流場計算
3.5.1 工作介質(zhì)屬性
3.5.2 實體造型及計算區(qū)域網(wǎng)格劃分
3.5.3 邊界條件
3.5.4 數(shù)值算法及求解控制參數(shù)
3.6 模擬結(jié)果的分析與性能預(yù)測
3.6.1 內(nèi)部流場的分析
3.6.2 性能參數(shù)預(yù)測
3.7 考慮對稱性和表面粗糙度的模擬
3.7.1 利用周期性條件簡化對稱問題的模擬
3.7.2 考慮表面粗糙度的模擬
第4章 深井泵軸向力計算和自平衡分析
4.1 深井泵軸向力計算與平衡概況
4.2 深井泵軸向力的理論計算與自平衡分析
4.3 深井泵軸向力的數(shù)值計算和自平衡分析
4.3.1 軸向力數(shù)值計算
4.3.2 軸向力平衡分析
4.3.3 總結(jié)
第5章 系列產(chǎn)品開發(fā)和試驗
5.1 系列產(chǎn)品開發(fā)
5.2 利用模擬預(yù)報和改進
第6章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻
致謝
作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文與研究成果
附錄
【參考文獻】:
期刊論文
[1]軸流泵內(nèi)部流動數(shù)值模擬中湍流模式可用性的研究[J]. 施法佳,陳紅勛. 上海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2006(03)
[2]雙吸式葉輪內(nèi)流三維數(shù)值模擬及性能預(yù)測[J]. 趙斌娟,袁壽其,李紅,談明高. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2006(01)
[3]離心泵葉輪內(nèi)變流量流動特性的數(shù)值模擬[J]. 張兄文,李國君,李軍. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2005(10)
[4]水泵CFD應(yīng)用中的若干問題與思考[J]. 王福軍,黎耀軍,王文娥,叢國輝,王利萍. 排灌機械. 2005(05)
[5]CFD在水力機械湍流分析與性能預(yù)測中的應(yīng)用[J]. 王福軍. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2005(04)
[6]分流葉片離心泵葉輪內(nèi)變工況三維數(shù)值分析[J]. 何有世,袁壽其,郭曉梅,張金鳳. 江蘇大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2005(03)
[7]葉輪機械內(nèi)部流場數(shù)值模擬研究綜述[J]. 侯樹強,王燦星,林建忠. 流體機械. 2005(05)
[8]貼體網(wǎng)格的生成與平面二維泥沙運動方程在貼體坐標區(qū)域中的變換[J]. 謝艷芳,王穎,陳剛,張雙虎. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2005(03)
[9]離心泵葉輪內(nèi)變工況三維湍流數(shù)值模擬[J]. 李龍,王澤,徐峰,韓丹. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2004(06)
[10]帶分流葉片的離心泵葉輪三維貼體網(wǎng)格生成[J]. 袁壽其,何有世,黃良勇,叢小青. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2004(06)
本文編號:3684329
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