优秀研究生学位论文题录展示

灯泡贯流泵装置三维湍流CFD研究

专 业: 流体机械及工程
关键词: 低扬程 灯泡贯流泵装置 数值模拟 三维流场 水力性能 计算方法
分类号: TH31
形 态: 共 93 页 约 60,915 个字 约 2.914 M内容
阅 读: 全文阅读说明

内容摘要


灯泡贯流泵装置具有进、出水水流平顺流畅、水力损失小、装置效率高等特点,特别适合于南水北调东线泵站工程,具有较大的应用价值和发展潜力。

但是,到目前为止,大型灯泡贯流泵机组在国内外的应用还很少,有关灯泡贯流泵装置水力性能的研究还很不够。

因此,对灯泡贯流泵装置进行深入研究十分必要,其成果将不仅有益于即将建设实施的淮阴三站灯泡贯流式机组,而且也可供南水北调东线工程其他贯流泵站借鉴。

如何研究灯泡贯流泵装置的水力性能及其优化水力设计,是需要首先解决的问题。

目前,研究灯泡贯流泵装置水力性能的方法大多采用模型试验的方法。

该方法费用多、周期长,研究结果仅限于装置的外特性,难以了解装置的内特性。

近年来,随着CFD理论和技术的不断发展,数值模拟方法在水泵装置方面得到越来越广泛的应用。

本文在这种背景下,主要对采用三维湍流数值模拟的方法研究灯泡贯流泵装置的可行性、准确性进行探讨。

本文结合使用Pro/ENGINEER2001和GAMBIT软件分别完成了ZBM791-100模型泵泵段和淮阴三站前、后置灯泡贯流泵装置的三维实体造型,令人满意地完成了叶片、导叶曲面的造型及实体的装配工作。

本文使用GAMBIT软件对模型泵泵段和前、后置灯泡贯流泵装置分别进行了非结构化网格的剖分,采用局部加密的技术对实体进行了较高精度和较高质量的网格剖分。

本文以连续性方程、雷诺应力平均Navier-Stokes方程和k-ε湍流方程组成封闭的控制方程组,并根据数值计算的具体要求,给出适当的边界条件。

采用有限体积法对控制方程组进行离散,同时采用基于非结构网格上的SIMPLE算法,对模型泵泵段及前、后置灯泡贯流泵装置的内部流动进行了三维湍流数值模拟。

本文计算结果与泵段的模型试验结果基本吻合,从而说明三维湍流数值计算方法应用于转轮内部流动是可行的、准确的。

对淮阴三站前、后置灯泡贯流泵装置内部流动数值计算的收敛性较好,计算结果稳定,根据计算结果分析所得到的内、外特性符合常规。

本文的计算结果表明:

灯泡贯流泵装置的水力设计对其装置性能具有十分明显的影响,为了获得更高的装置效率,必须对装置进行全面细致的优化;灯泡体的前、后置布置方式对贯流泵装置的水流流态和水力性能存在着显著的影响,需通过优化比较,科学合理地进行布置。

本文采用的模型泵泵段和前、后置灯泡贯流泵装置内部流动三维湍流数值计算方法是可行的,所得结果基本上是准确的,为进一步研究灯泡贯流泵装置的内、外特性及其优化水力设计创造了必要的条件..……

全文目录


中文摘要
英文摘要
符号说明
第一章 绪论
1.1 问题的提出
1.2 贯流泵装置的研究概况
1.2.1 贯流式机组的基本类型
1.2.2 贯流式机组的水力性能及结构特点
1.2.3 贯流泵装置在国内外的应用概况
1.3 低扬程水泵装置水力性能的研究方法概述
1.3.1 模型试验研究方法
1.3.2 数值模拟研究方法
1.4 计算流体动力学(CFD)的发展概况
1.4.1 数值计算方法简介
1.4.2 数值计算软件简介
1.4.3 计算流体动力学在水力机械上的应用概况
1.5 论文的主要工作
第二章 淮阴三站简况及水泵装置有关参数
2.1 淮阴三站工程概况及设计参数
2.2 淮阴三站的水泵水力模型
2.2.1 泵型选择原则
2.2.2 水泵水力模型
2.3 淮阴三站初步设计方案的机组结构
第三章 模型泵泵段及贯流泵装置的三维湍流数学模型
3.1 控制方程
3.2 边界条件
3.3 计算流场的离散化
3.3.1 空间区域的离散化
3.3.2 控制方程的离散化
3.4 计算流场的数值模拟
第四章 ZBM791-100 模型泵泵段内部流动数值模拟
4.1 模型泵泵段三维造型技术及网格的生成
4.1.1 模型泵泵段三维造型技术
4.1.2 模型泵泵段网格的生成
4.2 模型泵泵段计算区域及边界条件设置
4.3 模型泵泵段数值模拟及与模型试验结果的对比分析
4.4 模型泵泵段计算流场分析
4.4.1 叶片正面的静压和速度分布
4.4.2 叶片背面的静压和速度分布
4.4.3 模型泵导叶出口流场分析
4.4.4 模型泵导叶出口环量计算
4.4.5 模型泵泵段截面流场分析
4.5 本章小结
第五章 前置灯泡贯流泵装置数值模拟
5.1 前置灯泡贯流泵装置的三维造型与网格系统
5.2 前置灯泡贯流泵装置的计算区域及边界条件设置
5.3 前置灯泡贯流泵装置的三维湍流数值模拟
5.4 前置灯泡贯流泵装置的计算结果分析
5.4.1 前置灯泡贯流泵装置流场分析
5.4.2 前置灯泡贯流泵装置水力性能分析
5.5 本章小结
第六章 后置灯泡贯流泵装置数值模拟
6.1 后置灯泡贯流泵装置的三维造型与网格系统
6.2 后置灯泡贯流泵装置的三维湍流数值模拟
6.3 后置灯泡贯流泵装置的计算结果分析
6.3.1 后置灯泡贯流泵装置流场分析
6.3.2 后置灯泡贯流泵装置水力性能分析
6.4 本章小结
第七章 全文总结与展望
7.1 全文总结
7.2 今后工作的展望
参考文献
附图
附图1
附图2
附图3
附图4
附图5
附图6
附图7
附图8
附图9
附图10
附图11
附图12
附图13
附图14
附图15
附图16
附图17
附图18
附图19
附图20
附图21
附图22
附图23
附图24
附图25
附图26
附图27
附录 导叶出口平均环量推导

相似论文

  1. 离心泵多设计方案下内流PIV测试及其非定常全流场数值模拟,146页,TH311
  2. 含柔性固体的两相流动及前伸式双叶片污水泵研究,118页,TH311 TP301
  3. 离心泵非定常湍流场计算及流体诱导振动研究,132页,TH311
  4. 超低比转速部分流泵研究,70页,TH31
  5. 基于CFD技术改善离心泵内部空化性能的研究,72页,TH311
  6. 渣浆泵内固液两相流场的数值模拟与研究,60页,TH311 O359.1
  7. 无过载离心泵设计理论及方法研究,68页,TH311
  8. 旋流泵结构参数的优化设计,58页,TH314
  9. 潜水泵全流道数值模拟及性能预测,70页,TH31 TP391.9
  10. 涡壳式泵体强度计算应用程序开发与应用,64页,TH313 TP319
  11. 高速部分流泵的内部流场模拟及性能预测,79页,TH38
  12. 浮动叶轮自动平衡轴向力的理论分析及试验研究,63页,TH311
  13. 边界层理论在低比转速离心泵叶片设计中的应用,54页,TH311 TH122
  14. 口环间隙对离心油泵性能影响的试验研究,70页,TH311
  15. 轴流式多相泵静叶流场分析和数值模拟,61页,TH311
  16. 离心叶轮叶片绘型的计算机集成,97页,TH311 TH122
  17. 纸浆泵内部纸浆悬浮液固液两相湍流数值模拟,54页,TH313 O357.5
  18. 基于MDT的离心泵三维造型及应用,75页,TH311 TH122.5
  19. 旋流泵性能研究及叶轮三维造型,71页,TH313 O357.5
  20. 潜水泵的故障诊断系统的研究,55页,TH311 TH171
中图分类: > TH31 > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 泵 > 叶片式泵

© 2012 book.hzu.edu.cn