流体机械及工程专业优秀论文吸水室等过流部件内部流动分析

流体机械及工程专业优秀论文吸水室等过流部件内部流动分析内容摘要：

格划分。 采用多参考坐标系模型进行定 常计算，分析了速度场和压力场的变化，重点突出吸水室内部流动的分析。 分别对设计工况（ Q=485 m3/h），大流量工况（ 1． 5Q）和小流量工况（ 0． 5Q）进行了数值模拟，在以上不同的工况下观察吸水室出口水流的圆周速度和轴面速度的分布情况，查看压水室外壁是否存在脱流现象。 并进一步假设液体无粘，（即理想流体），观察模拟结果有何变化。 最后，改变液体的粘度，分析模拟结果，进一步认识脱流现象。 计算结果显示： 1． 0 Q 和 1． 5Q工况下吸水室出口水流分布比较均匀，无漩涡产生， Vu 和 Vm 分布较好，能够为叶轮进口提 供均匀的来流。 0． 5Q工况下由于叶轮进口出现二次回流，故分布混乱。 各工况下以及液体粘度增大时压水室外侧均不存在漩涡和脱流现象，说明了水力设计的合理性。 同时，论文对设计工况（ Q=485 m3/h），大流量工况（ 1． 2Q）和小流量工况（ 0． 8Q）进行了模拟，分析水流在压水室和叶轮内部的流动规律。 并以液体无粘模拟，观察模拟结果的变化。 模拟结果说明：不同工况下叶轮流道内相对速度分布与理论分析比较一致；叶片的静压分布与速度的分布也符合对应的规律。 压水室各截面的速度也满足 VuR=const 这一定律。 双 吸式离心泵的内流相当复杂，本文的研究对其结构优化和改进提供了重要的理论依据。 这对此类离心泵的设计理论和方法的发展都有重要意义。 离心泵广泛用于发电厂、石油、化工、城市供水、农业排灌等行业。 而吸水室是水泵中不可缺少的部件。 在设计中对吸水室决不可掉以轻心，这是因为吸水室设计的好坏，直接影响到水泵汽蚀（空化）性能和效率指标。 因此，设计吸水室时，要在水力损失最小的条件下保证： 1）为了创造在设计工况下，叶轮内稳定的相【精品】毕业论文 优秀毕业论文 本科论文 专业学术论文 参考文献资料 对流动，沿吸水室所有断面的流速必须尽可能地均匀分布； 2）将吸入管内的速度变为叶轮入口所需的速度。 双吸泵 的半螺旋形吸水室在进口部分相连通，而后绕过压出室外壁分别通向双吸叶轮的两个进口。 这比一般吸水室的结构复杂，内部流动更为特殊。 因而本研究具有一定的理论意义，为分析吸水室的内部流动和设计高效率的双吸泵提供了有价值的信息。 近年来，计算流体力学技术已经成功地运用于数值模拟离心泵内部湍流流动。 本文以型号为 250GS65 型双吸式离心泵为研究对象，以给定的设计参数对吸水室进行了水力设计；并使用商业软件FLUENT 分别计算了不同工况条件下的吸水室、叶轮和蜗壳的内部流场，继而得到了速度和压力等参数的分布。 主要的研究工作 如下： 在查阅大量文献的基础上，综述了计算流体力学的发展，以及在 流体机械内部流动数值模拟方面的应用，并对连续性方程、雷诺时均方程、 kε 模型、结构网格和非结构网格技术、有限体积法以及 SIMPLE 算法在离心泵流场中的应用进行了较全面的总结。 详细地叙述了吸水室的实体造型过程，并将三大过流部件（吸水室、叶轮和压水室）的造型结果导入到 FLUENT 前处理软件 GAMBIT 中进行网格划分。 采用多参考坐标系模型进行定常计算，分析了速度场和压力场的变化，重点突出吸水室内部流动的分析。 分别对设计工况（ Q=485 m3/h），大流量工况（ 1． 5Q）和小流量工况（ 0． 5Q）进 行了数值模拟，在以上不同的工况下观察吸水室出口水流的圆周速度和轴面速度的分布情况，查看压水室外壁是否存在脱流现象。 并进一步假设液体无粘，（即理想流体），观察模拟结果有何变化。 最后，改变液体的粘度，分析模拟结果，进一步认识脱流现象。 计算结果显示： 1． 0 Q 和 1． 5Q工况下吸水室出口水流分布比较均匀，无漩涡产生， Vu 和 Vm 分布较好，能够为叶轮进口提供均匀的来流。 0． 5Q工况下由于叶轮进口出现二次回流，故分布混乱。 各工况下以及液体粘度增大时压水室外侧均不存在漩涡和脱流现象，说明了水力设计的合理性。 同时 ，论文对设计工况（ Q=485 m3/h），大流量工况（ 1． 2Q）和小流量工况（ 0． 8Q）进行了模拟，分析水流在压水室和叶轮内部的流动规律。 并以液体无粘模拟，观察模拟结果的变化。 模拟结果说明：不同工况下叶轮流道内相对速度分布与理论分析比较一致；叶片的静压分布与速度的分布也符合对应的规律。 压水室各截面的速度也满足 VuR=const 这一定律。 双吸式离心泵的内流相当复杂，本文的研究对其结构优化和改进提供了重要的理论依据。 这对此类离心泵的设计理论和方法的发展都有重要意义。 离心泵广泛用于发电厂、石油、化工 、城市供水、农业排灌等行业。 而吸水室是水泵中不可缺少的部件。 在设计中对吸水室决不可掉以轻心，这是因为吸水室设计的好坏，直接影响到水泵汽蚀（空化）性能和效率指标。 因此，设计吸水室时，要在水力损失最小的条件下保证： 1）为了创造在设计工况下，叶轮内稳定的相对流动，沿吸水室所有断面的流速必须尽可能地均匀分布； 2）将吸入管内的速度变为叶轮入口所需的速度。 双吸泵的半螺旋形吸水室在进口部分相连通，而后绕过压出室外壁分别通向双吸叶轮的两个进口。 这比一般吸水室的结构复杂，内部流动更为特殊。 因而本研究具有一定的理论意义，为分析 吸水室的内部流动和设计高效率的双吸泵提供了有价值的信息。 近年来，计算流体力学技术已经成功地运用于数值模拟离心泵内部湍流流动。 本文以型号为 250GS65 型双吸式离心泵为研究对象，以给定的设计参数对吸水室进行了水力设计；并使用商业软件FLUENT 分别计算了不同工况条件下的吸水室、叶轮和蜗壳的内部流场，继而得到了速度和压力等参数的分布。 主要的研究工作如下： 在查阅大量文献的基础上，综述了计算流体力学的发展，以及在流体机械内部流动数值模拟方面的应【精品】毕业论文 优秀毕业论文 本科论文 专业学术论文 参考文献资料 用，并对连续性方程、雷诺时均方程、 kε 模型、结构网格和非结 构网格技术、有限体积法以及 SIMPLE 算法在离心泵流场中的应用进行了较全面的总结。 详细地叙述了吸水室的实体造型过程，并将三大过流部件（吸水室、叶轮和压水室）的造型结果导入到 FLUENT 前处理软件 GAMBIT 中进行网格划分。 采用多参考坐标系模型进行定常计算，分析了速度场和压力场的变化，重点突出吸水室内部流动的分析。 分别对设计工况（ Q=485 m3/h），大流量工况（ 1． 5Q）和小流量工况（ 0． 5Q）进行了数值模拟，在以上不同的工况下观察吸水室出口水流的圆周速度和轴面速度的分布情况，查看压水室 外壁是否存在脱流现象。 并进一步假设液体无粘，（即理想流体），观察模拟结果有何变化。 最后，改变液体的粘度，分析模拟结果，进一步认识脱流现象。 计算结果显示： 1． 0 Q 和 1． 5Q工况下吸水室出口水流分布比较均匀，无漩涡产生， Vu 和 Vm 分布较好，能够为叶轮进口提供均匀的来流。 0． 5Q工况下由于叶轮进口出现二次回流，故分布混乱。 各工况下以及液体粘度增大时压水室外侧均不存在漩涡和脱流现象，说明了水力设计的合理性。 同时，论文对设计工况（ Q=485 m3/h），大流量工况（ 1． 2Q）和小流量工况（ 0． 8Q）进行 了模拟，分析水流在压水室和叶轮内部的流动规律。 并以液体无粘模拟，观察模拟结果的变化。 模拟结果说明：不同工况下叶轮流道内相对速度分布与理论分析比较一致；叶片的静压分布与速度的分布也符合对应的规律。 压水室各截面的速度也满足 VuR=const 这一定律。 双吸式离心泵的内流相当复杂，本文的研究对其结构优化和改进提供了重要的理论依据。 这对此类离心泵的设计理论和方法的发展都有重要意义。 离心泵广泛用于发电厂、石油、化工、城市供水、农业排灌等行业。 而吸水室是水泵中不可缺少的部件。 在设计中对吸水室决不可掉以轻心， 这是因为吸水室设计的好坏，直接影响到水泵汽蚀（空化）性能和效率指标。 因此，设计吸水室时，要在水力损失最小的条件下保证： 1）为了创造在设计工况下，叶轮内稳定的相对流动，沿吸水室所有断面的流速必须尽可能地均匀分布； 2）将吸入管内的速度变为叶轮入口所需的速度。 双吸泵的半螺旋形吸水室在进口部分相连通，而后绕过压出室外壁分别通向双吸叶轮的两个进口。 这比一般吸水室的结构复杂，内部流动更为特殊。 因而本研究具有一定的理论意义，为分析吸水室的内部流动和设计高效率的双吸泵提供了有价值的信息。 近年来，计算流体力学技术已经成 功地运用于数值模拟离心泵内部湍流流动。 本文以型号为 250GS65 型双吸式离心泵为研究对象，以给定的设计参数对吸水室进行了水力设计；并使用商业软件FLUENT 分别计。