水力測功機(jī)內(nèi)部流場分析及參數(shù)匹配研究.pdf

1、測功機(jī)是用來測量內(nèi)燃機(jī)、渦輪機(jī)等動力機(jī)的功率的設(shè)備，功率是評定動力機(jī)性能的重要參數(shù)，通過測量功率從而評價動力機(jī)的工作能力、經(jīng)濟(jì)性和可靠性等參數(shù)。常見的有水力測功機(jī)、電渦流測功機(jī)、電力測功機(jī)等，因水力測功機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，操作容易，調(diào)節(jié)性能好，工作平穩(wěn)等特點(diǎn)，用途較廣。然而目前針對水力測功機(jī)的研究主要集中在控制系統(tǒng)的智能化和精確化以及實(shí)驗(yàn)平臺的搭建上，而對于水力測功機(jī)的結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部流場的狀況的研究還較少。因此了解其內(nèi)部流場變化及各參數(shù)之間的

2、關(guān)系是一個值得關(guān)注的問題。
　　近年來，計算機(jī)技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用解決了很多工程上的問題，也使得流體機(jī)械的數(shù)值模擬成為可能，大大提高了設(shè)計效率，而且還可以很直觀的了解測功機(jī)內(nèi)部的流動情況。
　　本文考慮水力測功機(jī)實(shí)物搭建的不可行性，采用仿真模擬的方法對水力測功機(jī)內(nèi)部流場情況進(jìn)行模擬，首先對水力測功機(jī)內(nèi)部水流的湍流狀態(tài)和內(nèi)部流體的理論模型進(jìn)行分析，然后用UG建模軟件建立水力測功機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子模型，導(dǎo)入Fluent軟件進(jìn)行流場分析，

3、提取參數(shù)，用回歸分析方法找出各個參數(shù)之間的關(guān)系，為水力測功機(jī)的設(shè)計提供依據(jù)。論文的主要內(nèi)容為：
　?。?）根據(jù)所要研究的水力測功機(jī)結(jié)構(gòu)建立三維模型，并導(dǎo)入Fluent軟件進(jìn)行數(shù)值模擬，根據(jù)湍流模型的特性選擇合適的參數(shù)和計算方法完成仿真計算。
　?。?）改變所要研究的水力測功機(jī)轉(zhuǎn)子與定子的葉片角度，選擇角度值的變化范圍為30°—90°，再分別建模模擬其內(nèi)部轉(zhuǎn)子與定子之間的水流場的變化，根據(jù)變化的結(jié)果改變?nèi)~片角選取的疏密，從而得

4、到九組不同葉片角的流場模擬結(jié)果和吸功值。保證每一個葉片角度不變時，改變流入水力測功機(jī)的水流溫度，溫度為298K、310K、320K，再次對其流道模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分和模擬仿真，得到27組數(shù)據(jù)。
　　（3）數(shù)值模擬結(jié)果的回歸分析
　　根據(jù)水力測功機(jī)在各種情況下的內(nèi)部流場模擬結(jié)果，可以得出其速度梯度云圖、靜壓力云圖，關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的靜壓力云圖、速度矢量圖和扭矩吸收值。通過回歸分析法中的線性回歸分析和曲線回歸分析兩種情況得出水力測功機(jī)吸收扭