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潜水泵全流道数值模拟及性能预测

专 业: 流体机械及工程
关键词: 潜水泵 数值模拟 叶轮 导流器 流场分析
分类号: TH31  TP391.9
形 态: 共 70 页 约 45,850 个字 约 2.193 M内容
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内容摘要


潜水泵是一种通用机械,属量大面广产品,具有广阔的应用前景。

但是目前市场上的潜水泵机组效率还不够高,还有很大的提升空间。

潜水泵叶轮和导流器的适配性研究在设计和生产上具有一定的应用价值,不但可以通过模拟结果改进设计参数,还可通过相同的导流器与不同的叶轮组合生产出性能不同的潜水泵,适应市场需求,具有较大的科研和经济意义。

本课题运用CFD数值模拟技术对潜水泵全流道进行数值模拟与性能预测。

主要内容如下:

首先,推导出了叶轮和导流器的特性方程式,分析了叶轮和导流器的几何参数对潜水泵性能的影响,讨论了叶轮叶片出口宽度对潜水泵性能的影响。

其次,运用Pro\ENGINEER三维建模软件对80叶轮、125叶轮分别与125导流器组合的潜水泵全流道进行流道三维建模,并用Gambit软件进行网格划分。

第三,通过Fluent软件对潜水泵Ⅰ潜水泵Ⅱ进行了模拟计算与性能预测,并与试验结果比较,分析了设计工况下导流器内部的速度场、压力场。

证实了运用CFD数值模拟方法来预测潜水泵的性能是完全可行的。

第四,在125导流器不变的情况下,保持面积比系数不变,选配两种不同叶轮,通过试验,预测其性能。

得出结论:

只要保持导流器部面积和叶轮出口叶片间的面积比值不变,就可得到另一种高效率的泵。

运用解析法计算所得的潜水泵最佳工况点与试验所得的最佳工况点比较吻合,误差较小,可见本文推导的方程式是比较正确的,本文所论述的潜水泵最佳工况点预测理论和计算方法是有实用价值的。

借助CFD数值模拟技术研究潜水泵叶轮特性及泵性能,能够更加清晰得掌握内部液体的流动规律,从而判断设计参数是否合理;同时还可以缩短产品研发周期,降低成本,具有较大的科研和经济意义..……

全文目录


文摘
英文文摘
第1章 绪论
1.1研究背景及意义
1.2国内外研究现状
1.2.1国外研究状况
1.2.2国内研究状况
1.3本文主要研究内容
第2章 潜水泵叶轮特性曲线及导流器特性曲线的理论分析及最佳工况的求解方法
2.1叶轮特性曲线及方程式
2.1.1叶轮特性方程式的推导
2.1.2叶轮特性曲线
2.1.3叶轮流道几何参数对泵特性的影响
2.2导流器特性方程式和曲线
2.2.1导流器特性方程式推导
2.2.2导流器特性曲线和物理意义
2.3潜水泵最佳工况点的求解方法
第3章 潜水泵全流道内部流场数值模拟及计算分析
3.1 CFD理论基础知识
3.1.1流体动力学的基本控制方程
3.1.2湍流数值模拟理论
3.1.3基于有限体积法的控制方程离散
3.1.4离散方程的压力-速度耦合处理
3.1.5壁面函数法
3.2 FLUENT软件介绍
3.3潜水泵过流部件流道的三维实体造型及网格划分
3.3.1 80叶轮流道的三维实体造型
3.3.2 125叶轮流道的三维实体造型
3.3.3 125导流器流道的三维实体造型
3.3.4潜水泵整体流道实体模型的生成
3.3.5基于Gambit的潜水泵流道实体模型的网格划分
3.4 FLUENT软件计算过程
3.5潜水泵性能模拟及分析
3.5.1 CFD数值模拟方法与潜水泵外特性研究
3.5.2实验结果和数值模拟结果对比分析
3.5.3流场分析
第4章 面积比系数的研究
4.1面积比系数对泵性能的影响
4.1.1面积比原理的理论
4.2实验
4.2.1测试装置
4.2.2测试结果分析
4.2.3最佳工况点的验证计算
结论
参考文献

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中图分类: > TH31 > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 泵 > 叶片式泵
其他分类: > TP391.9 > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理(信息加工)

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