旋噴泵流場分析及轉(zhuǎn)子腔結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、本課題所研究的旋噴泵在結(jié)構(gòu)性能及使用功能上同傳統(tǒng)的泵有較大區(qū)別，結(jié)構(gòu)上旋噴泵主要是有轉(zhuǎn)子腔、集流管、葉輪三部分組成，旋噴泵是一種小流量、高揚(yáng)程泵，其比轉(zhuǎn)速小，約為5～30，相比其它傳統(tǒng)離心泵，在同比轉(zhuǎn)速下其效率要高10％～20％，在實(shí)際工業(yè)用途上，主要是利用其高壓、小流量的特性進(jìn)行噴射清理。我國對旋噴泵的研究相對較晚，研究內(nèi)容相對較少，近幾年我院楊軍虎老師等人對旋噴泵的葉輪、集流管及內(nèi)部流場進(jìn)行分析研究，彌補(bǔ)了國內(nèi)對這一塊的認(rèn)識空白，但

2、是轉(zhuǎn)子腔結(jié)構(gòu)，很少有人研究，轉(zhuǎn)子腔作為旋噴泵的主要部件之一，雖然它對泵體性能的影響不如集流管和葉輪對泵體性能影響大，但是轉(zhuǎn)子腔是構(gòu)成整個泵體的主要結(jié)構(gòu)，對它進(jìn)行分析、研究還是很有必要的。因此，對轉(zhuǎn)子腔內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究還是很有學(xué)術(shù)價值及實(shí)際使用價值的。
　　 本課題使用CFD計算流體動力學(xué)軟件FLUENT進(jìn)行模擬計算，使用SIMPLE算法及標(biāo)準(zhǔn)k-ε方程模型，用PRO/E對泵體進(jìn)行三維模型構(gòu)造，用GAMBIT進(jìn)行網(wǎng)格處理。對旋噴泵

3、內(nèi)部流場進(jìn)行數(shù)值模擬，設(shè)計不同的轉(zhuǎn)子腔結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬分析比較，得到如下結(jié)論:
　　 (1)對旋噴泵流場進(jìn)行模擬計算，設(shè)計優(yōu)化轉(zhuǎn)子腔外壁結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)子腔外壁增加槽，對不同數(shù)量槽的泵體進(jìn)行流場模擬計算，通過分析比較不同結(jié)構(gòu)內(nèi)部流場的速度、壓力及湍動能，得出轉(zhuǎn)子腔結(jié)構(gòu)外壁形狀結(jié)構(gòu)對水力性能的積極影響。
　　 (2)優(yōu)化設(shè)計轉(zhuǎn)子腔外壁結(jié)構(gòu)，在壁面增加凸棱，模擬分析該結(jié)構(gòu)類型與原結(jié)構(gòu)類型對泵體性能的影響。增加凸棱，可以減小流體在轉(zhuǎn)子腔