收藏本站
《西南交通大学》 2003年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

轴流泵间隙流动数值模拟与试验研究

杨昌明  
【摘要】:据对轴流式压气机的研究,由叶顶间隙引起的间隙流动影响着流场的结构与流动损失的分布,影响着机器的效率,因此这一影响因素在进行三维气动设计时应予以充分的重视与考虑。间隙流动将导致损失增加,改变出流条件,正确预测这一流动现象对进一步提高压气机转子的效率有着重要的意义。 泵是应用广泛的通用机械之一,其中轴流泵占有相当大的比例。据文献介绍,我国轴流泵水力模型的效率,从总体上看比国外先进水平低(1-3)%。而由于对泵内真实流动现象,特别是叶片顶部间隙区流动的研究还不深入,显然不能满足高性能轴流泵设计的需要。对于轴流泵,类似的研究在国内外还不多见。因此,为了深入考察叶顶间隙对泵内流场及性能的影响,本文进行了轴流泵间隙流动数值模拟与试验的研究。 采用激光测速仪LDV,对轴流泵叶轮内部及进出口旋转流场进行了流动测量研究。在LDV应用接口基础上,完成了轴编码器系统的开发,实现了周期多点采样和连续测量,解决了轴流泵内部旋转流场LDV试验中测点周向定位及锁相位测量的难点问题。编制的轴流泵LDV实验数据处理程序,可以自动提取测试数据,提供相关图表、曲线、图形,从而能够直观观察流动现象,评估流动状况,考察流动特性。 提出了FLUENT/GAMBIT平台上基于组件(COM)的轴流泵参数化三维造型方法。提出了多项式拟合方法,解决了由有限翼型截面拟合光滑叶片表面的关键问题。造型程序采用COM技术与OLEDB数据接口,以翼型数据库为基本参数,实现了轴流泵的自动建模。参数化造型方法根据流体动力学仿真软件FLUENT的特点,保证了造型的精确性,避免了交互式取点造型的复杂过程,是一种有效的适合数值模拟的几何建模方法,能够满足轴流泵三元流动数值模拟要求。 采用FLUENT,以雷诺平均N-S方程为流动控制方程,标准k-ε模型为湍流模型,SIMPLEC算法求解压力速度耦合问题与非结构化网格划分技术,进行了多种间隙与多种工况下的轴流泵叶轮内部三元流动的数值模拟研究,通过试验对照,表明计算方法可靠、有效。同时,对叶轮出口轴向速度、径向速度分布、过叶片转动中心的轴面速度矢量、叶片背面压力分布和叶端附近流态进 西南交通大学博士研究生学位论文第11页 行了重点分析。在三维数值模拟的基础上,建立了考虑粘性及间隙影响的轴流 泵叶轮水力性能的预估模型。该方法能够反映叶轮的性能特性,可用于轴流泵 的性能预测及叶轮几何参数的优化,从而能为轴流泵的水力设计提供依据。 通过三维参数化造型建立过流部件实际流道的几何模型,采用FLUENT进 行数值模拟,结合LDV试验对照,建立水力性能预估模型,形成了一种研究 轴流泵内部复杂流动现象的系统方法。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TH32

免费申请
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 游磊;方方;李平勇;胡俊;何攀;;轴流泵振动加速度状态监测诊断系统的研究与设计[J];四川大学学报(工程科学版);2011年S1期
2 李忠;杨敏官;姬凯;高波;;轴流泵叶顶间隙空化流可视化实验研究[J];工程热物理学报;2011年08期
3 刘君;华学坤;郑源;段宏江;朱聪;;低扬程立式轴流泵装置模型马鞍形区研究[J];南水北调与水利科技;2011年04期
4 黄文星;;浅谈农业排灌水泵的使用与维护[J];广东水利电力职业技术学院学报;2011年03期
5 严登丰;李彦军;胡德义;佟宏伟;王晓鹏;;青草沙水库原水取水泵站模型试验[J];净水技术;2011年03期
6 ;无锡市锡泵制造有限公司(原无锡水泵厂)[J];河南水利;2003年04期
7 ;推荐产品[J];水泵技术;2011年03期
8 刘须朋;王金东;陈家强;;泗阳二站2#机组震动原因分析及对策探讨[J];江苏水利;2011年07期
9 张兴林;吴生盼;沈宗沼;胡四兵;;叶片泵输入水力功率探讨[J];流体机械;2011年07期
10 吴大转;许斌杰;武鹏;李志峰;王乐勤;;多级离心泵内部间隙流动与泄漏损失[J];浙江大学学报(工学版);2011年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张永泉;安志林;;轴流泵叶片的数控加工[A];2011年“天山重工杯”全国机电企业工艺年会暨第五届机械工业节能减排工艺技术研讨会论文集[C];2011年
2 李国荣;周建业;孙寒松;胡盛寿;朱晓东;郝宗超;田步升;陈海丰;;轴流泵全人工心脏的研究[A];中国心脏大会(CHC)2011暨北京国际心血管病论坛论文集[C];2011年
3 贾凤芹;赵任胜;王德静;;HZX系列悬挂式轴流泵的设计[A];2004年全国化工、石化装备国产化暨设备管理技术交流会会议论文集[C];2004年
4 廖伟丽;覃延春;柴胜凯;罗兴錡;;考虑缝隙流模型的轴流泵叶轮内部三维流动[A];第十八届全国水动力学研讨会文集[C];2004年
5 陈坚;刘德祥;丘传忻;郑玉春;;带前置导轮的轴流泵装置模型试验结果及分析[A];中国水利学会2001学术年会论文集[C];2001年
6 王涛;周连第;;泵喷推进器内间隙流与主流相互作用的数值模拟和机理研究[A];2004年船舶水动力学学术会议论文集[C];2004年
7 贾凤芹;赵任胜;王德静;;HZX系列悬挂式轴流泵的设计[A];首届七省区市机械工程学会科技论坛论文集[C];2005年
8 廖伟丽;李建中;;水轮机导叶端面间隙流动的数值模拟和实验研究[A];第十六届全国水动力学研讨会文集[C];2002年
9 王涛;周连第;;高速旋转状态下间隙流动对主流影响的数值模拟和机理研究[A];第十七届全国水动力学研讨会暨第六届全国水动力学学术会议文集[C];2003年
10 钱忠东;王焱;郑彪;刘德祥;;可调导叶式轴流泵水力特性数值模拟6[A];2009全国大型泵站更新改造研讨暨新技术、新产品交流大会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张明平;江苏大学轴流泵模型用于南水北调东线源头泵站[N];科技日报;2008年
2 实习生 陈轶琦 刘谢莹 本报记者 杨新明;水利改造亟待武装“低碳泵”[N];南通日报;2010年
3 张士杰;东线工程泵组选型的几个特殊问题 (上)[N];中国水利报;2003年
4 马祥存;选购农用水泵“原则”问题不能丢[N];湖南科技报;2007年
5 张明平姜木金;江大四个水泵模型用于南水北调工程[N];镇江日报;2008年
6 张士杰;东线工程泵组选型的几个特殊问题(中)[N];中国水利报;2003年
7 成吉昌;专家争议:进口,还是国产?[N];中国工业报;2003年
8 白云涛 王若群;太化集团水厂处理污水超1450万吨[N];太原日报;2009年
9 白云涛 王若群;太化集团水厂今年处理污水超1450万吨[N];山西经济日报;2009年
10 马凤;江苏亚太推出移动式液压泵站[N];中国工业报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨昌明;轴流泵间隙流动数值模拟与试验研究[D];西南交通大学;2003年
2 王海松;轴流泵CAD-CFD综合特性研究[D];中国农业大学;2005年
3 牛茂升;涡轮间隙流动主动控制的试验研究及数值模拟[D];上海交通大学;2010年
4 杨敬江;轴流泵水力模型设计方法与数值模拟研究[D];江苏大学;2008年
5 汤方平;喷水推进轴流泵设计及紊流数值分析[D];上海交通大学;2007年
6 占梁梁;水力机械空化数值计算与试验研究[D];华中科技大学;2008年
7 马维国;左心辅助途径的比较研究及新型轴流泵的初步流体力学测试[D];中国协和医科大学;2001年
8 马国军;微纳米间隙流动的边界滑移及其流体动力学研究[D];大连理工大学;2007年
9 李忠;轴流泵内部空化流动的研究[D];江苏大学;2011年
10 李京倖;自制小型离心型心室辅助泵的体外,体内实验新的左心辅助插管途径和左心辅助的临床应用[D];中国协和医科大学;1999年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张青;轴流泵叶轮的改进升力法设计及内部流场计算[D];西华大学;2008年
2 李雪明;蒸发循环轴流泵内部流动研究[D];西华大学;2010年
3 李冬平;原油输送轴流泵的设计与数值分析[D];大连理工大学;2011年
4 汪玮华;轴流泵水力模型内部流场数值模拟及性能分析[D];兰州理工大学;2012年
5 李文全;轴流泵叶片动力特性预测模型研究[D];西华大学;2012年
6 齐学军;基于流—固耦合的轴流泵叶轮性能预测[D];西华大学;2010年
7 傅健;喷水推进串列式轴流泵水力性能的探索与研究[D];中国舰船研究院(上海船舶及海洋工程研究所);2004年
8 谢德正;轴流泵叶轮的自动优化设计研究[D];扬州大学;2010年
9 栗鸿飞;基于CFD与PIV的水力机械交互式实验台的设计研究[D];西华大学;2010年
10 姬凯;轴流泵叶轮内空化流动实验研究与数值计算[D];江苏大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026