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多级导叶式离心泵的内部流动及能量性能预测

专 业: 流体机械及工程
关键词: 多级泵 叶轮 导叶 CFD 性能预测
分类号: TH311
形 态: 共 47 页 约 30,785 个字 约 1.473 M内容
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内容摘要


在水力机械能量特性的研究中,计算机辅助设计工具变得越来越重要.特别是:用计算机辅助生成的流体动力学的计算结果Computational Fluid DynamicCFD越来越多地被水泵研究者所使用.一方面可以节省实验的资源,缩短新产品的研制时间;另一方面它可以显示不能从实验工具中得出的流动特性的细节.因此,该研究具有重要的理论及经济意义.该文所作的主要工作有:首先利用Fluent前处理软件Gambit对MD40-6.3多级清水离心泵的叶轮与导叶进行建模,生成网格.接着,对模型进行了物理特性、边界条件及初使条件的定义,对流场进行了计算.然后,改变工况对流场重新进行模拟.最后,根据计算的数据预测了该多级清水离心泵一级的能量特性曲线,并与实验数据进行了比较.该文的主要研究成果有:1、如何利用Gambit对离心泵叶轮与导叶进行三维造型以及建立三维实体模型时的一些成功做法.如:对建模的总体规划与具体规划采用何种模型,实体与虚体如何选择,网格生成技术与灯光煊染如何应用等.2、利用Fluent6.0软件对MD40-6.3多级泵的叶轮与导叶内部流场进行模拟,经数值模拟发现:1在小流量工况及设计参数工况下叶轮的进口附近有回流,这说明该多级泵的第一级叶轮采用了加大流量设计法.2叶轮出口附近存在一与叶轮旋转方向相反的二次流动特征,即轴向旋涡,但轴向旋涡在小流量工况及设计工况下较大,而在大流量工况下较小,轴向旋涡不明显,这和传统理论认为由于叶片有限此时才有轴向旋涡引起滑移量和工况无关不吻合,这一现象还需进一步深入研究.3由导叶的流场分布可以看出,从叶轮中收集到的液体实现了由速度能向压力能的转变,即速度流经扩散段逐渐减小,压力逐渐增大的变化趋势.但从反导叶出口的速度值可以看出此反导叶出口的速度不合适,并且在压力图上可以看到在出口区产生了一个低压区,应改变型线、轴向宽度或叶片厚度变化规律.3、预测了该多级泵一级的能量特性曲线.结果表明:在设计工况附近,预测值与实验值吻合较好,在其它工况点,特别是小流量工况点,误差较大……

全文目录


摘要
第一章 绪论
1.1 研究本课题的实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本课题研究的主要内容
第二章 叶轮与导叶的实体造型
2.1 概况
2.2 叶轮模型的建立
2.2.1 叶轮主要参数的确定
2.2.2 实体造型的一般方法
2.2.3 叶轮模型的建立
2.3 导叶模型的建立
2.3.1 导叶主要参数的确定
2.3.2 导叶模型的建立
2.4 叶轮、导叶实体模型的生成
2.5 总结
第三章 叶轮与导叶内部流动的CFD计算及分析
3.1 CFD中常的紊流模型
3.2 紊流模型的选择
3.3 网格划分及计算域定义
3.4 计算方法
3.4.1 边界条件的定义及紊流参数的设定
3.5 叶轮计算结果及分析
3.5.1 不同流量下的叶轮压力场分布
3.5.2 不同流量下的叶轮速度场分布
3.6 导叶计算结果及分析
3.6.1 不同流量下的导叶压力场分布
3.6.2 不同流量下的导叶速度场分布
3.7 小结
第四章 性能曲线绘制
4.1 扬程-流量性能曲线
4.2 效率-流量性能曲线
4.2.1 水力效率
4.2.2 容积效率
4.2.3 机械效率
4.3 功率-流量性能曲线
4.4 性能曲线的预测
4.5 小结
结论与存在问题

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中图分类: > TH311 > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 泵 > 叶片式泵 > 离心泵

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