立軸空間導(dǎo)葉式離心泵內(nèi)部流動(dòng)數(shù)值分析及性能優(yōu)化

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1、分類號(hào)學(xué)號(hào)M201270977學(xué)校代碼10487密級(jí)碩士學(xué)位論文立軸空間導(dǎo)葉式離心泵內(nèi)部流動(dòng)數(shù)值分析及性能優(yōu)化學(xué)位申請(qǐng)人:明樂樂學(xué)科專業(yè):流體機(jī)械及工程指導(dǎo)教師:吳鋼副教授答辯日期:2015年5月20日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringStudyonInternalFlowNumericalAnalysisandOptimizationMethodforVertical-shaftCentrif

2、ugalPumpwithSpaceGuideVaneCandidate:MingLeleMajor:FluidMachineryandEngineeringSupervisor:Assoc.Prof.WuGangHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知,除文中已經(jīng)標(biāo)明引用的內(nèi)容外,本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對(duì)本文的研究做出

3、貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名:日期:年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定,即:學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)華中科技大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。保密□,在年解密后適用本授權(quán)書。本論文屬于不保密□。(請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“√”)學(xué)位論文作者簽名:指導(dǎo)教師簽名:日期:年月日日期:年月

4、日華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要立式長(zhǎng)軸泵為空間導(dǎo)葉式離心泵的一種形式,因其管路簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、參數(shù)可選擇范圍寬以及對(duì)水質(zhì)適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于水利灌溉、冶金礦山、電力及市政等工程領(lǐng)域。我國(guó)對(duì)長(zhǎng)軸泵引進(jìn)及應(yīng)用起步較早,但技術(shù)水平發(fā)展相對(duì)滯后,與國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品相比仍存在能效低、穩(wěn)定性差等不足。近年來,隨著國(guó)家發(fā)展規(guī)劃提出發(fā)展高效節(jié)能新裝備和新產(chǎn)品的要求,對(duì)長(zhǎng)軸泵產(chǎn)品的性能優(yōu)化改進(jìn)工作變得迫切且意義重大。本課題以CPLC型立式長(zhǎng)軸泵為研究對(duì)象,從原模型性能分析入手,通過分析泵各過流部件水力損失權(quán)重及內(nèi)部流場(chǎng)流動(dòng)狀況展開性能優(yōu)化研究;以葉輪及

5、空間導(dǎo)葉的動(dòng)靜匹配性問題以及泵內(nèi)部關(guān)鍵幾何參數(shù)的優(yōu)化為側(cè)重點(diǎn),經(jīng)理論研究和分析,推導(dǎo)建立了長(zhǎng)軸泵性能匹配與面積比系數(shù)方程,確定影響泵性能的關(guān)鍵因素,運(yùn)用正交組合分析的方法,得到最優(yōu)因素組合方案并進(jìn)行真機(jī)試驗(yàn),進(jìn)而得到性能較好的立軸空間導(dǎo)葉式離心泵水力模型。本文通過數(shù)值模擬與真機(jī)試驗(yàn)相結(jié)合的方法研究長(zhǎng)軸泵葉輪葉片進(jìn)、出口邊的切割對(duì)泵外特性參數(shù)及內(nèi)部流動(dòng)狀況的影響;通過切割葉片進(jìn)口的方式改善泵運(yùn)行在大流量區(qū)揚(yáng)程銳減的問題;針對(duì)長(zhǎng)軸泵過流部件采用離心葉輪及空間導(dǎo)葉靜動(dòng)葉配合的特殊結(jié)構(gòu),采用傳統(tǒng)切割定律切割葉輪誤差值較大的問題,對(duì)葉輪出口平、斜切

6、割模型進(jìn)行數(shù)值模擬,根據(jù)模擬結(jié)果修正泵特性參數(shù)的切割指數(shù),并提出一種更適用于長(zhǎng)軸泵的葉輪切割方法。針對(duì)立式長(zhǎng)軸泵葉輪與空間導(dǎo)葉之間由于動(dòng)靜干涉誘發(fā)泵流場(chǎng)內(nèi)壓力脈動(dòng)的現(xiàn)象,通過瞬態(tài)數(shù)值計(jì)算,獲取內(nèi)部流場(chǎng)中各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的非定常流動(dòng)信息。將時(shí)域壓力脈動(dòng)信息通過快速傅里葉變換轉(zhuǎn)化為頻域信息,根據(jù)頻譜圖對(duì)泵內(nèi)壓力脈動(dòng)類型、振源位置、強(qiáng)度大小以及傳遞規(guī)律進(jìn)行分析;同時(shí),根據(jù)瞬態(tài)計(jì)算結(jié)果,進(jìn)一步分析了動(dòng)靜干涉區(qū)域內(nèi)壓力脈動(dòng)的形成機(jī)理及作用傳遞規(guī)律。本文對(duì)空間導(dǎo)葉式長(zhǎng)軸泵水力性能優(yōu)化、葉輪切割性能變化研究以及動(dòng)靜干涉I華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文誘發(fā)泵內(nèi)壓力脈動(dòng)

7、等問題的研究提供了一些量化依據(jù)和方法,對(duì)其它形式葉輪機(jī)械相關(guān)問題的研究也具有實(shí)用的參考價(jià)值。關(guān)鍵詞:立式長(zhǎng)軸泵空間導(dǎo)葉正交組合設(shè)計(jì)葉輪切割非定常流動(dòng)壓力脈動(dòng)II華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTVerticallong-shaftpump,onetypeofcentrifugalpumpwithspaceguidevane,withtheadvantageofsimplepiping,compactstructure,wideoptionalrangeofcapacityandhead,andstrongadaptabilityto

8、waterquality,findswidespreadapplicationinirrigation,metallurgicalmining,powersupply,municipaladm

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