本文關鍵詞：葉片出口角對離心泵流動誘導噪聲影響的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：流動誘導噪聲是離心泵產生的主要噪聲之一，其發(fā)生特性及強度大小與泵內流體的壓力脈動直接相關。離心泵運行時，葉輪在蝸殼內高速旋轉，葉片與流體發(fā)生強烈的相互作用是壓力脈動產生的主要原因。不同幾何特征的葉片引起的壓力脈動不同，對噪聲也產生不同的影響。葉片出口角是離心泵葉輪的重要幾何參數(shù)，對其與離心泵壓力脈動及流動誘導噪聲的關系的研究將對今后水泵的降噪優(yōu)化設計提供有意義的參考。本文首先采用試驗與數(shù)值計算兩種手段對離心泵內的壓力脈動產生機理與分布特性進行研究，然后采用數(shù)值方法對離心泵在不同出口角下的流場及外聲場特性進行研究，主要工作如下： 1搭建了離心泵性能及內部壓力脈動測試試驗臺。按照國標要求并根據(jù)本試驗的特點合理設計了管路形式及尺寸，設計了采用隔板加整流柵的方法消除進口旋窩及壓力波動影響；根據(jù)參數(shù)測量的特點，確定了合理的測量儀器及數(shù)據(jù)采集方案。 2對IS100-80-160型離心泵在不同運行工況下的性能及內部壓力脈動特性進行了測量并與數(shù)值模擬結果進行了對比，結果表明：離心泵揚程及效率的數(shù)值預測與試驗測量的結果變化趨勢一致；離心泵內部壓力脈動主要分布在軸頻及葉頻處，且隨著流量增加，軸頻處壓力脈動逐漸減小，葉頻處壓力脈動先減小后增加，額定工況下脈動強度最低；數(shù)值模擬只能捕捉到葉頻及其諧頻處壓力脈動；對離心泵殼體表面振動加速度測量結果顯示，殼體表面振動加速度在1~3m/s2之間。 3對一離心泵在不同出口角下外特性進行了數(shù)值預測并基于大渦模擬技術對離心泵內部流場壓力脈動特性進行了研究，結果表明：出口角增加導致離心泵揚程升高而效率降低，出口角從18°增加到39°揚程升高了7%，效率降低了5.1%；隨著出口角增加，蝸殼內壁面壓力脈動強度在基頻處逐漸降低而二階諧頻處逐漸升高，脈動的總能量也逐漸增加，，出口角從18°增加到39°其脈動能增加約12%；葉輪所受徑向力脈動強度明顯高于軸向力，脈動頻率與葉頻相同。 4采用邊界元方法，以蝸殼內壁面壓力脈動為聲源并結合殼體模態(tài)計算了離心泵不同出口角下蝸殼表面振速及其外輻射聲場，結果顯示：蝸殼表面振速在二階諧頻下最大；出口角增加，蝸殼表面振速及外輻射聲場的聲壓級均增大，出口角從18°增加到39°聲壓級增加了約8.6dB；對離心泵外聲場比聲功率級計算得出，外聲場比聲功率級隨出口角增加而增加。
【關鍵詞】：離心泵 葉片出口角 壓力脈動 邊界元
【學位授予單位】：上海理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH311
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 研究背景及意義11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 理論分析12
• 1.2.2 試驗研究12-14
• 1.2.3 數(shù)值研究14-16
• 1.3 本文主要研究內容16-17
• 第二章 離心泵試驗臺設計及參數(shù)測量17-38
• 2.1 試驗臺裝置17-23
• 2.1.1 試驗泵及電機18-20
• 2.1.2 扭矩傳感器20-21
• 2.1.3 水箱及穩(wěn)流裝置設計21-22
• 2.1.4 回路設計22-23
• 2.2 參數(shù)測量23-27
• 2.2.1 流量測量23-25
• 2.2.2 壓力測量25-27
• 2.2.3 振動測量27
• 2.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)27-29
• 2.4 試驗泵流場及振動測量29-37
• 2.4.1 試驗泵外特性29-30
• 2.4.2 試驗泵內壓力脈動30-35
• 2.4.3 泵體振動35-37
• 2.5 本章小結37-38
• 第三章 離心泵流動誘導噪聲的數(shù)值預測方法38-52
• 3.1 整體計算思路38-39
• 3.2 離心泵流場數(shù)值計算及結果驗證39-49
• 3.2.1 流場控制方程39-40
• 3.2.2 湍流模擬方法40-42
• 3.2.3 控制方程離散及求解方法42-43
• 3.2.4 離心泵計算域網(wǎng)格劃分及求解設置43-46
• 3.2.5 數(shù)值計算結果與試驗驗證46-49
• 3.3 離心泵聲場數(shù)值計算方法49-51
• 3.3.1 聲學控制方程49
• 3.3.2 聲學邊界元方法49-50
• 3.3.3 聲振耦合計算50-51
• 3.4 本章小結51-52
• 第四章 不同出口角下離心泵流場及聲場數(shù)值分析52-71
• 4.1 葉片出口角的選擇52-54
• 4.1.1 出口角與理論揚程關系52-53
• 4.1.2 葉片出口角選擇53-54
• 4.2 計算模型及網(wǎng)格54-55
• 4.3 流場計算結果及分析55-64
• 4.3.1 離心泵外特性55-56
• 4.3.2 出口角對離心泵定常流場影響56-59
• 4.3.3 出口角對泵內壓力脈動影響59-62
• 4.3.4 出口角對葉輪受力的影響62-64
• 4.4 聲場計算及分析64-70
• 4.4.1 離心泵聲場計算步驟64-65
• 4.4.2 出口角對蝸殼表面振速影響65-68
• 4.4.3 出口角對泵外輻射聲場影響68-70
• 4.5 本章小結70-71
• 第五章 結論與展望71-73
• 5.1 結論71
• 5.2 展望71-73
• 參考文獻73-76
• 在讀期間公開發(fā)表論文和承擔科研項目及取得成果76-77
• 致謝77

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 譚永學;王宏光;楊愛玲;王鎮(zhèn)宇;徐小龍;;離心泵水動力噪聲預測[J];上海理工大學學報;2011年01期

2 曲延鵬,陳頌英,張洪法;離心泵出口角的改變對穩(wěn)態(tài)水力性能影響的實驗研究[J];流體機械;2005年10期

3 吳賢芳;談明高;劉厚林;王勇;王凱;;葉片出口角對離心泵性能曲線形狀的影響[J];農機化研究;2010年09期

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8 談明高;劉厚林;袁壽其;王勇;;離心泵出口角對能量性能影響的CFD研究[J];中國農村水利水電;2008年11期

  本文關鍵詞：葉片出口角對離心泵流動誘導噪聲影響的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：395503