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《浙江大学》 2004年
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潜油离心泵流场的数值分析

应光耀  
【摘要】: 潜油离心泵是多级节段式离心泵,其每级由叶轮和导轮组成,广泛应用于油井采油。由于其需求的特殊性,给离心泵的设计带来一定难度。近年来,随着计算流体力学(CFD)的发展,从研究离心泵流体流动机理出发,数值仿真研究离心泵内部流动,使用数值仿真结果来指导泵的设计已经成为可能。本文应用商业CFD软件FLUENT研究潜油离心泵的内部流动,主要作了以下几方面工作: 综述了计算流体力学的概念、研究内容、发展趋势以及介绍各通用CFD软件,分析了计算流体力学即通用CFD软件在离心泵或叶轮机械中的应用情况,指出CFD方法在离心泵设计中的优势。 详细介绍了本文研究相关的雷诺时均方程、标准k-ε模型、SIMPLE计算方法、非结构网格技术和边界条件,以及所用到的几何三维建模方法。 应用GAMBIT软件对扭曲叶片和圆柱形叶片两种不同叶片形状的潜油离心泵进行几何建模并生成网格,应用FLUENT软件分别计算了三种不同工况条件下扭曲叶片和圆柱形叶片叶轮、导轮内部三维紊流流动,得到大量的三维紊流场的分析结果,包括静压分布图、总压分布图、速度矢量分布图等。 数值仿真结果捕捉到了离心泵内部许多重要的流动现象,发现了涡流、尾流、冲角偏离等不良流动现象。对计算所得的泵水力特性曲线与试验水力特性曲线作了比较,发现二者的吻合性良好,从而验证了计算结果的正确性。两种叶片泵在设计工况都有着良好的流动性能,在非设计工况出现了不良流动现象,影响了泵的效率。计算结果还显示:叶轮有着良好的水力性能,特别是扭曲叶片叶轮,即使在非设计工况都没有出现严重的不良流动现象,而导轮的水力性能是不完善的,效率较低。 通过对叶轮和导轮流场的数值仿真研究,可以分析出流体在离心泵内的流速和压力分布,揭示离心泵内部流动特征,对探讨影响离心泵效率的原因,以及为改进离心泵的叶型设计,提高离心泵的效率,扩大其运行工况范围,提供了重要的理论依据。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TE93

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 黄辉;牟介刚;郑水华;朱波;甘建军;;基于CFD的冲压离心泵导叶出口与叶轮进口匹配的优化设计[J];水泵技术;2012年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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4 刘克伟;贾月梅;赵秋霞;;泵蜗壳的一种实用CFD寻优设计计算方法[A];力学与工程应用(第十三卷)[C];2010年
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6 张强;李国威;田莹;;水煤浆离心泵的CFD数值模拟[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
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9 姚志东;;260万吨柴油加氢装置柴油泵250AYS140F-000运行分析及改造[A];节能降耗减排——第四届广东油气发展论坛论文集[C];2008年
10 姚春玲;王春华;刘锟;丁丽娟;;冲压焊接离心泵的特点和发展现状[A];先进制造技术论坛暨第五届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 沈海龙;船体与节能附体及螺旋桨的非定常干扰研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 王春林;旋流自吸泵设计及内部流动研究[D];江苏大学;2010年
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10 李如平;射流管式水压电液伺服阀研制及特性研究[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张战锋;塞流式厌氧发酵反应器物料流场的CFD模拟[D];华中农业大学;2010年
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3 苏超;变压吸附管道流体动力学特性研究[D];山东科技大学;2010年
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7 赵瑞;高速诱导轮离心泵的数值模拟与试验研究[D];浙江理工大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱祖超,王乐勤;超低比转速低温离心泵的设计理论及工程实现[J];低温工程;1998年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 徐朝晖;高速离心泵内全流道三维流动及其流体诱发压力脉动研究[D];清华大学;2004年
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3 牟介刚;离心泵现代设计方法研究和工程实现[D];浙江大学;2005年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐洁;低比转速离心泵复合式叶轮内部流动的数值计算[D];甘肃工业大学;2001年
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7 刘忠明;卧式螺旋离心机的理论计算与分析[D];北京化工大学;2004年
8 张佳卉;低比转速离心泵双吸叶轮内部流场的数值计算及分析[D];兰州理工大学;2005年
9 朱保林;离心泵内流三维数值模拟[D];浙江工业大学;2005年
10 王文全;节能离心泵全流道数值模拟及性能预测[D];昆明理工大学;2005年
【二级引证文献】
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1 乔琳;谭蔚;陶渊卿;吕丽珍;刘丽艳;;出口安放角对离心机加速盘性能的影响[J];流体机械;2012年11期
2 胡乐;张淑佳;毛鹏展;徐铖;;定常多相位与非定常计算方法在双吸离心泵数值模拟中的应用[J];轻工机械;2011年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李思;离心泵直锥形吸水室的内流特性分析及其结构研究[D];浙江工业大学;2010年
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3 钱方琦;小型双螺杆压缩机关键技术研究及CFD仿真分析[D];浙江工业大学;2010年
4 耿鑫;多级泵首级叶轮进水方式水力特性研究[D];华中科技大学;2009年
5 童跃平;基于三维CFD的300S19型双吸泵性能改善研究[D];浙江工业大学;2008年
6 桑迪科;冲压式多级离心泵内流场数值模拟及水力性能研究[D];华南理工大学;2010年
7 孟瑞锋;基于UG的离心泵蜗壳参数化三维造型软件二次开发的研究[D];兰州理工大学;2012年
8 严迪;两级喷油螺杆压缩机型线设计与加工技术研究[D];重庆大学;2012年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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5 吴子牛;;从计算流体力学分区问题看力学规律三要素[A];第十届全国计算流体力学会议论文集[C];2000年
6 刘振;曾爱武;;浮选柱内流体流动CFD模拟[A];第三届全国传质与分离工程学术会议论文集[C];2002年
7 于沛;;CFD软件的算例验证确认技术[A];计算流体力学研究进展——第十二届全国计算流体力学会议论文集[C];2004年
8 刘俊;;计算流体力学在城市规划设计中的应用[A];2005年全国博士生学术论坛(土木建筑学科)论文集[C];2005年
9 杨东祥;潘国昌;谢润兴;;计算流体力学在塔内件开发中的应用[A];2005年全国塔器及塔内件技术研讨会会议论文集[C];2005年
10 曹晓畅;张廷安;赵秋月;蒋孝丽;娄旭;;基于FLUENT软件的管式搅拌反应器流场的数值模拟[A];2008年全国冶金物理化学学术会议论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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3 曾强 王惠;我国计算流体力学取得新进展[N];中国航空报;2010年
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6 吉林亚泰鼎鹿水泥有限公司 米长海;罗茨风机轴的更换及漏油处理[N];中国建材报;2010年
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8 记者 武炳明;表面渗硼技术破解合金耐磨难题[N];中国化工报;2007年
9 王学军武思辉;天雁攻克“叶轮碎裂”难题[N];衡阳日报;2008年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱玉才;离心式固液两相流泵的边界层理论及其在叶轮设计中的应用[D];辽宁工程技术大学;2002年
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6 赵治国;燃油喷雾与多孔介质的相互作用及其在内燃机中应用的数值模拟研究[D];大连理工大学;2007年
7 姜昭阳;人工鱼礁水动力学与数值模拟研究[D];中国海洋大学;2009年
8 王永安;液压集成块性能评估系统关键技术研究[D];大连理工大学;2009年
9 武锦涛;移动床中固体颗粒运动与传热的研究[D];浙江大学;2005年
10 王芙昱;基于计算流体力学技术的个体化颅内动脉瘤的血流动力学模型与实验[D];中国人民解放军军医进修学院;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 应光耀;潜油离心泵流场的数值分析[D];浙江大学;2004年
2 吴小丽;离心泵叶轮CAD系统开发[D];甘肃工业大学;2001年
3 钱健;离心泵叶轮内部三维紊流数值模拟研究[D];扬州大学;2003年
4 杨华;离心泵内部流场PIV实验研究[D];扬州大学;2001年
5 胡志刚;汽心泵流场计算与数值模拟[D];南京航空航天大学;2010年
6 靳李平;离心泵的CFD分析与改型设计[D];西安理工大学;2003年
7 杨晓珍;不同转速对离心泵性能影响的试验研究[D];湖南农业大学;2004年
8 倪永燕;低比转速离心泵复合叶轮内部流场的数值计算[D];兰州理工大学;2004年
9 吴昱;引射离心泵的理论分析与试验研究[D];浙江大学;2003年
10 何海强;某型航空螺旋离心泵性能计算研究[D];西北工业大学;2004年
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