離心泵動靜葉柵內(nèi)流模擬及優(yōu)化分析.pdf

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

2、論文首先對離心泵相關(guān)理論進行研究，然后進行數(shù)值模擬分析建模，在模型離心泵穩(wěn)態(tài)流場的基礎(chǔ)上，進行了非穩(wěn)態(tài)分析，以更精確的確定模型離心泵整個流場的分布及“動靜耦合”對于離心泵內(nèi)流場的分布影響，最后提出離心泵模型流場優(yōu)化方案，并進行數(shù)值模擬實驗分析，主要內(nèi)容如下：
　　1、本論文對離心泵的基本理論進行了介紹，后對其內(nèi)部流動進行了詳細地分析，闡述了離心泵內(nèi)部的非定常流動現(xiàn)象。介紹了時均雷諾方程應(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，針對本文研究對象的實際工況以及設(shè)計參數(shù)，制訂了相應(yīng)的數(shù)值模擬實驗方案，進行幾何模型的建立及計算網(wǎng)格的劃分，隨后進行了網(wǎng)格的無關(guān)性驗證，最終給出了額定工況下穩(wěn)態(tài)流場的分析。
　　3、在穩(wěn)態(tài)流場的分析基礎(chǔ)上，進行了模型離心泵的非穩(wěn)態(tài)研究。研究動靜葉相對位置的不同，對于模型離心泵全流場分布的影響。分析非穩(wěn)態(tài)時額定工況下，同一時刻模型離心泵流場自后盤向前盤

4、的整體分布；分析不同時刻動靜葉相對位置不同時對于模型離心泵整體流場分布影響，同時通過與相同的離心泵的PIV實驗對比，驗證了模擬的準確性。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)流場的分布以及“動靜耦合”對于不同工況下的流場的影響。
　　4、最后在內(nèi)流場數(shù)值模分析研究以及離心泵內(nèi)流理論的基礎(chǔ)之上，對動葉輪葉片及靜葉輪葉片的出口角度進行了優(yōu)化研究，綜合分析離心泵的效率及流場分布的均勻性，確定了離心泵模型的優(yōu)化方案，為優(yōu)化離心泵模型