離心泵動(dòng)靜葉柵內(nèi)流模擬及優(yōu)化分析.pdf

1、葉輪機(jī)械在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)中占有非常重要的地位，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防各部門(mén)中獲得廣泛的應(yīng)用，葉輪機(jī)械內(nèi)部流道形狀復(fù)雜，其內(nèi)部流動(dòng)常常伴隨著分離流動(dòng)、旋轉(zhuǎn)失速等三維非定?，F(xiàn)象，特別是葉輪機(jī)械的旋轉(zhuǎn)部件和靜止部件之間相互干涉耦合，使得內(nèi)部流動(dòng)更為復(fù)雜。本文所研究的模型離心泵作為葉輪機(jī)械的一種，其內(nèi)部的動(dòng)靜葉相互干涉耦合效應(yīng)更為顯著，并且這種耦合現(xiàn)象也常見(jiàn)于汽輪機(jī)中，所以明晰模型離心泵內(nèi)部流場(chǎng)特性以及其“動(dòng)靜耦合”現(xiàn)象對(duì)流場(chǎng)分布的影響尤為重要。本

2、論文首先對(duì)離心泵相關(guān)理論進(jìn)行研究，然后進(jìn)行數(shù)值模擬分析建模，在模型離心泵穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了非穩(wěn)態(tài)分析，以更精確的確定模型離心泵整個(gè)流場(chǎng)的分布及“動(dòng)靜耦合”對(duì)于離心泵內(nèi)流場(chǎng)的分布影響，最后提出離心泵模型流場(chǎng)優(yōu)化方案，并進(jìn)行數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)分析，主要內(nèi)容如下：
　　1、本論文對(duì)離心泵的基本理論進(jìn)行了介紹，后對(duì)其內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行了詳細(xì)地分析，闡述了離心泵內(nèi)部的非定常流動(dòng)現(xiàn)象。介紹了時(shí)均雷諾方程應(yīng)用于離心泵模擬中的理論基礎(chǔ)，及本文數(shù)值模擬數(shù)

3、學(xué)模型的選定。
　　2、本論文在明確模型離心泵基本組成尺寸及工作原理的基礎(chǔ)上，針對(duì)本文研究對(duì)象的實(shí)際工況以及設(shè)計(jì)參數(shù)，制訂了相應(yīng)的數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行幾何模型的建立及計(jì)算網(wǎng)格的劃分，隨后進(jìn)行了網(wǎng)格的無(wú)關(guān)性驗(yàn)證，最終給出了額定工況下穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)的分析。
　　3、在穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)的分析基礎(chǔ)上，進(jìn)行了模型離心泵的非穩(wěn)態(tài)研究。研究動(dòng)靜葉相對(duì)位置的不同，對(duì)于模型離心泵全流場(chǎng)分布的影響。分析非穩(wěn)態(tài)時(shí)額定工況下，同一時(shí)刻模型離心泵流場(chǎng)自后盤(pán)向前盤(pán)

4、的整體分布；分析不同時(shí)刻動(dòng)靜葉相對(duì)位置不同時(shí)對(duì)于模型離心泵整體流場(chǎng)分布影響，同時(shí)通過(guò)與相同的離心泵的PIV實(shí)驗(yàn)對(duì)比，驗(yàn)證了模擬的準(zhǔn)確性。最后研究了非穩(wěn)態(tài)狀況不同流量工況下的模型的內(nèi)流場(chǎng)的分布以及“動(dòng)靜耦合”對(duì)于不同工況下的流場(chǎng)的影響。
　　4、最后在內(nèi)流場(chǎng)數(shù)值模分析研究以及離心泵內(nèi)流理論的基礎(chǔ)之上，對(duì)動(dòng)葉輪葉片及靜葉輪葉片的出口角度進(jìn)行了優(yōu)化研究，綜合分析離心泵的效率及流場(chǎng)分布的均勻性，確定了離心泵模型的優(yōu)化方案，為優(yōu)化離心泵模型