叶顶间隙对低比转速半开式离心泵性能的影响
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泵盖板与叶轮之间的间隙层泄漏是造成低比转速半开式叶轮离心泵性能低的主要原因,因此开展不同叶顶间隙对低比转速半开式叶轮离心泵性能影响的研究具有重要的意义,研究结果为流体机械的高效率、低能耗设计提供重要的理论依据和技术支持。本文以一台低比转速半开式后弯叶轮离心泵为研究对象分析不同叶顶间隙对离心泵性能的影响,包括对四种叶顶间隙下的离心泵整机数值模拟、性能预测以及外特性试验。主要内容如下:(1)借助Pro/E软件对诱导轮、半开式后弯叶轮和蜗壳进行三维建模,利用NUMECA软件中的IGG/AutoGrid模块生成叶顶间隙g=0.6mm、1.2mm、1.8mm和2.4mm下的整机网格;(2)针对圆弧型叶片形式的半开式叶轮离心泵,在四种叶顶间隙下开展泵内全流场计算,分析不同叶顶间隙对离心泵内部流场及性能的影响规律,分析设计工况下泵内流道内的能量损失,回流、二次流等非稳定流动因素的发生位置和形状;(3)对不同叶顶间隙的半开式圆弧型叶轮离心泵进行外特性试验研究,分析不同间隙对低比转速半开式离心泵的外特性影响,并和数值模拟预测的性能结果进行对比分析,验证本文数值模拟方法的可行性及结果的准确性。
摘要 | 第5-6页 |
Abstract | 第6页 |
第一章 绪论 | 第9-17页 |
1.1 研究背景及意义 | 第9-10页 |
1.2 开式叶轮离心泵研究现状 | 第10-13页 |
1.3 叶轮机械叶顶间隙研究现状 | 第13-16页 |
1.4 本文主要工作 | 第16-17页 |
第二章 低比转速半开式离心泵的数值计算 | 第17-28页 |
2.1 模型泵 | 第17-18页 |
2.2 间隙方案选择 | 第18-19页 |
2.3 数值模拟计算方法 | 第19-22页 |
2.3.1 研究方案 | 第19-20页 |
2.3.2 计算方法 | 第20-22页 |
2.4 过流部件三维建模及网格划分 | 第22-26页 |
2.4.1 三维建模 | 第22-23页 |
2.4.2 网格划分 | 第23-26页 |
2.5 边界条件设置 | 第26-27页 |
2.6 本章小结 | 第27-28页 |
第三章 低比转速半开式离心泵的数值模拟 | 第28-49页 |
3.1 叶轮内部流场分析 | 第28-46页 |
3.1.1 叶片表面压力分布 | 第28-35页 |
3.1.2 叶轮流道内流场分析 | 第35-38页 |
3.1.3 间隙层内流场分析 | 第38-43页 |
3.1.4 间隙变化对叶顶泄漏的影响 | 第43-46页 |
3.2 离心泵外特性预测 | 第46-48页 |
3.3 本章小结 | 第48-49页 |
第四章 低比转速半开式离心泵的试验研究 | 第49-57页 |
4.1 试验目的 | 第49页 |
4.2 试验方案 | 第49-52页 |
4.3 试验系统 | 第52-54页 |
4.4 试验结果分析 | 第54-55页 |
4.5 本章小结 | 第55-57页 |
第五章 总结与展望 | 第57-59页 |
5.1 总结 | 第57-58页 |
5.2 展望 | 第58-59页 |
参考文献 | 第59-62页 |
致谢 | 第62-63页 |
攻读硕士学位期间的研究成果 | 第63页 |
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