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离心泵内部三维流场数值模拟研究

吕秀丽  
【摘要】:近年来,随着计算流体动力学(CFD)技术的发展,离心泵的CFD研究与工程设计紧密结合,从研究离心泵流体流动机理出发,使用数值模拟研究离心泵内部流动,利用模拟结果指导泵的设计已经成为重要的研究方向。 本文基于计算流体动力学理论,在总结前人经验的基础上采用FLUENT软件对离心泵整机进行内部流动的数值模拟,分析流体在离心泵中的速度和压力分布,揭示离心泵内,部的流动规律,为进一步改进离心泵的结构提供了参考数据。为改善离心泵水力性能,达到增效节能的目的,采用短叶片偏置设计方法对离心泵进行改进,并分析其内部流场分布情况,发现短叶片偏置有利于离心泵内流场速度和压力分布的均匀性,减小了叶轮出口处的压力脉动,降低了冲击损失,流动状况得到明显改善。对改进后的离心泵扬程和水力效率进行计算,发现其扬程和水力效率较原型离心泵分别提高了3.64%和1.7%,验证了采用短叶片偏置设计方法改善离心泵性能是正确可行的。 本论文的研究为推动商用CFD计算软件计算流动问题积累了经验;为人们认识和掌握离心泵内部复杂的三维液体流动开辟了新途径;为离心泵的结构优化、改善离心泵的水力性能奠定了理论基础;为探求离心泵新的设计方法提供了参考依据。


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