基于CFD的旋噴泵性能研究.pdf

1、旋噴泵(又稱“皮托泵”)是一種基于皮托管效應研制的低流量、高揚程泵。它的比轉數(shù)ns極低,一般在5~30之間。該泵在石油化工和石油煉制、炭黑制造、電站等領域的應用較廣。葉輪是旋噴泵三大主要過流部件之一,其內部構成比普通離心泵、旋流泵復雜,容易導致在相同工況流量下葉輪的更高失效概率。因此,葉輪的內部流動情況與結構內應力分布對整個旋噴泵的安全運作有著至關重要的影響。為了使旋噴泵安全、可靠地運作,基于CFD和FSI理論,對主要過流部件做了全流道

2、數(shù)值模擬,重點研究了旋噴泵在運作時的葉輪流道內部靜壓分布、葉輪結構的應力與變形分布情況,這能有效改善旋噴泵的可靠性、優(yōu)化葉輪在不同工況下性能以及減少生產試驗樣機的成本。
　　本文通過對旋噴泵三大過流部件流道流場的數(shù)值模擬仿真以及對葉輪的結構靜力分析,研究了葉輪內部流場與葉輪結構的相互影響,探索了葉輪結構在離心力慣性載荷和流體壓強載荷作用下的結構特性。本論文主要內容如下:
　　(1)基于SolidWorks對旋噴泵三大主要過流

3、部件的流道以及葉輪結構進行三維建模;基于GAMBIT和ANSYS Workbench的MESH模塊,分別對三大主要過流部件流道三維結構模型以及葉輪三維結構模型進行網格劃分。
　　(2)采用ANSYS Workbench平臺的FLUENT模塊,基于標準k-e湍流方程對旋噴泵主要過流部件流體在不同工況下進行了三維定常湍流數(shù)值模擬,得到了流道流體速度、靜壓分布,研究了不同流量對旋噴泵主要過流部件流場的影響,為葉輪結構特性研究提供了理論依