轴流泵空化流场数值仿真研究

发布时间：2017-04-14 14:07

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【摘要】：空化现象在水力机械工作过程中普遍存在,空化使水力机械工作效率下降,引起机组振动和噪声,产生空蚀破坏,严重的空化会带来灾难性的后果,空化一直是制约水力机械性能进一步提高的关键因素。研究轴流泵空化流场特性有助于理解水力机械内部空化流动机理,为工程应用中控制水泵空化提供理论支持。 本研究以卧式轴流泵为研究对象,计算了不同入口流量工况三维全流道流场,对稳态和瞬态流场特性进行了分析,主要的工作成果如下： 详细分析了空化数和水泵空化基本方程在工程应用中的误差来源,阐述了影响空化发生和发展的因素,对水力机械空化类型划分作了简单简介。 采用分块结构网格对流场计算域进行离散,建立全流道流场计算模型。对轴流泵叶轮流道结构网格划分经验进行了总结,详细阐述了叶轮流道周期性流道划分方法、边界层网格划分、叶片尾缘流场加密网格优化方法。 对比不同湍流模型和速度压力耦合算法的数值计算结果,确定了轴流泵流场的合适计算模型。基于上述模型对轴流泵不同流量工况全流道流场进行了单相稳态计算、空化两相流场稳态计算和瞬态流场计算。得到了轴流泵流场空化发生位置和空化强度在不同流量工况的变化规律及瞬态流场的压力脉动频域特性。 本文的研究方法可以推广应用于其它水力机械内部空化流场特性的研究。
【关键词】：轴流泵 空化 数值计算 计算流体动力学
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH312
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1. 绪论8-15
• 1.1 论文研究背景及意义8-9
• 1.2 空化流场数值模拟研究概况9-11
• 1.3 水泵空化控制研究进展11-12
• 1.4 水力机械空化类型分类12-14
• 1.5 本文主要研究内容14-15
• 2 空化理论及流场数值计算基础15-27
• 2.1 空化初生与空化数15-18
• 2.2 影响空化初生和发展的因素18-19
• 2.3 流场数值模拟基本概念19-26
• 2.4 本章小结26-27
• 3 轴流泵流场数值计算模型27-38
• 3.1 轴流泵流场几何模型27-29
• 3.2 轴流泵全流道流场网格划分29-36
• 3.3 边界条件36-37
• 3.4 本章小结37-38
• 4 轴流泵流场特性分析38-60
• 4.1 轴流泵外特性参数计算38-39
• 4.2 单相稳态流场特性分析39-49
• 4.3 空化稳态流场特性分析49-53
• 4.4 瞬态流场特性分析53-58
• 4.5 本章小结58-60
• 5 总结与展望60-62
• 5.1 研究总结60
• 5.2 研究展望60-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-66
• 附录 攻读学位期间发表的学术论文66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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中国博士学位论文全文数据库 前2条

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2 王勇;离心泵空化及其诱导振动噪声研究[D];江苏大学;2011年

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本文编号：306142