本文通過CFD技術研究了沖壓焊接離心泵過流部件在準非定常條件下的流動特點，分析了葉輪和蝸殼之間的耦合特性與離心泵性能的內在關系，并通過試驗驗證了數值預測的可靠性。在此基礎上提出沖壓焊接離心泵性能優(yōu)化目標和措施。本文在初步水力設計、數值模擬和試驗研究的基礎上對沖壓焊接離心泵進行了研究和總結，主要研究包括： 1．采用準非定常模擬沖壓焊接離心泵過流部件內部流場。除了大流量工況，隔舌附近有一個低壓區(qū)隨著葉輪及蝸殼相對位置變化逐漸增大；小流量工況時，葉輪流道內發(fā)生了嚴重的回流和二次流現象；大流量工況時蝸殼出口存在流動分離。 2．對比了葉輪和蝸殼耦合面周向靜壓分布和徑向速度分布規(guī)律，蝸殼周向不同位置時靜壓對流量變化的敏感性不同：最大靜壓和最小靜壓值一般發(fā)生在第Ⅳ斷面到隔舌區(qū)域之間，由于蝸殼隔舌對葉輪出口附近流場的影響，隔舌兩側的靜壓值發(fā)生了突變。 3．基于準非定常對沖壓焊接離心泵進行性能預測。在葉輪與蝸殼不同相對位置時，揚程、水力功率和水力效率預測值均出現了明顯的波動；性能預測與試驗結果對比表明：設計工況時準非定常性能預測具有很好的預測精度，非設計工況時性能預測的最大偏差在10％范圍內。 4．提出...

【文章頁數】：83 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景、目的及意義
    1.2 流體機械內部流動數值模擬研究現狀和進展
        1.2.1 流體機械內部流動數值模擬現狀
        1.2.2 離心泵葉輪和蝸殼耦合特性數值模擬現狀和進展
    1.3 沖壓焊接離心泵結構特點及研究方法
    1.4 本文研究的主要內容
第二章 流場計算基本理論與方法
    2.1 概述
    2.2 離心泵內部流動控制方程
        2.2.1 控制方程
        2.2.2 湍流模型
        2.2.3 邊界條件
    2.3 數值計算方法
        2.3.1 流場求解方法
        2.3.2 數值離散方法
        2.3.3 網格生成技術
第三章 沖壓焊接離心泵葉輪及蝸殼耦合特性數值模擬
    3.1 概述
    3.2 沖壓焊接離心泵葉輪及蝸殼耦合方法及計算工況
        3.2.1 葉輪和蝸殼的耦合方法
        3.2.2 設計參數和性能要求
        3.2.3 計算工況及位置關系
    3.3 沖壓焊接離心泵內部流場靜壓分布
        3.3.1 不同工況下沖壓焊接離心泵內部流場靜壓分布
        3.3.2 葉輪和蝸殼耦合面靜壓分布
    3.4 沖壓焊接離心泵內部流場速度分布
第四章 沖壓焊接離心泵準非定常性能預測
    4.1 概述
    4.2 基于葉輪及蝸殼耦合特性的離心泵性能預測
        4.2.1 網格對性能預測的影響
        4.2.2 沖壓焊接離心泵內部流動損失模型
        4.2.3 葉輪及蝸殼不同相對位置性能預測
        4.2.4 沖壓焊接離心泵性能預測
    4.3 沖壓焊接離心泵徑向力數值預測
        4.3.1 沖壓焊接離心泵徑向力理論分析
        4.3.2 沖壓焊接離心泵徑向力數值預測
第五章 基于流場數值分析的沖壓焊接離心泵優(yōu)化設計
    5.1 概述
    5.2 基于數值分析的沖壓焊接離心泵水力參數優(yōu)化
        5.2.1 主要水力參數優(yōu)化措施
        5.2.2 沖壓焊接離心泵優(yōu)化設計目標
    5.3 帶分流葉片沖壓焊接離心泵內部流場數值模擬
        5.3.1 計算模型及計算工況
        5.3.2 帶分流葉片沖壓焊接離心泵內部流場靜壓分布
        5.3.3 帶分流葉片沖壓焊接離心泵內部流場速度分布
    5.4 分流葉片對沖壓焊接離心泵性能的影響
第六章 總結與展望
    6.1 研究結果總結
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻
作者攻讀碩士學位期間參與的科研項目及發(fā)表的論文



本文編號：3836018