基于CFD技术的离心泵性能预测及其结构改进设计

发布时间：2017-04-16 23:14

  本文关键词：基于CFD技术的离心泵性能预测及其结构改进设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：离心泵是一种流体机械,在国家工业体系和我们的日常生活中有着广泛的应用,各种型号的离心泵每年消耗着巨大的能源,耗电量逐年增加。然而我国的离心泵工作效率普遍不高,存在着的节能空间非常大。近年来,计算流体动力学和优化方法不断发展并且已经广泛地运用到离心泵的设计中,通过这些技术的运用能有效地模拟出泵内部流体流动情况并且提高离心泵的工作性能。本文将计算流体动力学和优化方法运用到离心泵PUN-400的性能预测和优化中,对于离心泵新产品的开发将有重大的指导意义,同时能够有效地缩短研发周期,降低成本投入。本文主要的工作内容如下：1.介绍了计算流体动力学和离心泵内部数值模拟的国内外研究现状,总结了离心泵目前主要的优化设计方法。2.运用三维建模软件Pro-e构建了离心泵PUN-400的整机水力模型,包括叶轮流道、蜗壳、进水管和出水管的造型,然后利用专业网格划分软件ICEM对水力模型进行网格划分,并调整网格使其平滑没有坏点。3.运用商用CFD软件CFX对离心泵在九个不同工况下进行整机定常数值模拟,根据模拟结果对离心泵内部的速度云图和压力云图进行了分析。4.对几种计算离心泵模拟中的圆盘摩擦损失和容积损失的计算公式进行比较后,选择了一种适合本离心泵的数值模拟修正方法。对模拟结果进行修正后得出离心泵的性能曲线,并且与实验数据进行对比,结果表明计算机数值模拟能较好地预测出离心泵的性能并且在设计工况及其附近的预测精度比较高。5.根据数值模拟结果,采用了两种离心泵性能优化方法。第一种采用适当减小叶轮外径来降低扬程,达到节能目的。第二种方法利用专业泵阀设计软件CFturbo重新设计了叶轮叶片形状。优化改进结束后重新建立水力模型并进行数值模拟以检验结构改进效果,结果表明改进后的离心泵达到了节能和优化的目的。
【关键词】：离心泵 数值模拟 改进设计 性能预测
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH311

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本文编号：311899