对冲压焊接离心泵叶轮及蜗壳耦合特性准非定常数值模拟pdf

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1、江苏大学硕士学位论文摘要本文通过CFD技术研究了冲压焊接离心泵过流部件在准非定常条件下的流动特点，分析了叶轮和蜗壳之间的祸合特性与离心泵性能的内在关系，并通过试验验证了数值预测的可靠性。在此基础上提出冲压焊接离心泵性能优化目标和措施。本文在初步水力设计、数值模拟和试验研究的基础上对冲压焊接离心泵进行了研究和总结，主要研究包括:1.采用准非定常模拟冲压焊接离心泵过流部件内部流场。除了大流量工况，隔舌附近有一个低压区随着叶轮及蜗壳相对位置变化逐渐增大;小流量工况时，叶轮流道内发生了严重的回流和二次流现象;大流量工况时蜗壳出口存在流动分离。2.对比了叶轮

2、和蜗壳祸合面周向静压分布和径向速度分布规律，蜗壳周向不同位置时静压对流量变化的敏感性不同:最大静压和最小静压值一般发生在第N断面到隔舌区域之间，由于蜗壳隔舌对叶轮出口附近流场的影响，隔舌两侧的静压值发生了突变。3.基于准非定常对冲压焊接离心泵进行性能预测。在叶轮与蜗壳不同相对位置时，扬程、水力功率和水力效率预测值均出现了明显的波动;性能预测与试验结果对比表明:设计工况时准非定常性能预测具有很好的预测精度，非设计工况时性能预测的最大偏差在10%范围内。4.提出了冲压焊接离心泵径向力数值预测的数学模型。小流量工况时冲压焊接离心泵径向力最大，设计工况时的

3、径向力最小;小流量工况时总径向力矢量方向在第III断面和第V断面之间，大流量工况时总径向力矢量方向在第珊断面和隔舌之间，设计工况时总径向力在第V江苏大学硕士学位资丈断面和第珊断面之间。5.在数值分析和性能预测的基础上，对冲压焊接离心泵结构进行改进。改进后冲压焊接离心泵叶轮出口回流和扩散管内流动分离得到了有效控制，改善了非设计工况时的水力性能，完全满足冲压焊接离心泵无过载特性的设计要求。关键词:祸合特性，冲压焊接，准非定常，数值模拟，优化江苏大季硕士学位论文ABSTRACTThemethodofCFDisadoptedtosimulatetheint

4、ernalflowofstamping-weldingcentrifugalpumpunderthequasi-unsteadycondition,onthebasisofanalyseoftherelationshipbetweenimpeller-volutecouplingcharacteristicsandhydraulicperformance,theperformancepredictionisvalidated勿experiments.Atlast,inviewoftherefluxandseparateflowundertheoff

5、designconditionsintheimpellerandvolute,theoptimummethodsarebroughtforwardaccordingly.Basedonhydraulicdesignandthenumericalsimulationandexperimentresults,theperformanceandinnerflowfieldofstamping-weldingcentrifugalpumparesummaized.Themainworkisoutlinedasfollowing:1.Bymeansofthe

6、"frozenrotormethod",thecouplingcharacteristicsbetweenimpellerandvolutearesimulatedusing3-Dquasi-steadymethod.Thelow-pressuresectionoftonguebecomestoaugmentgraduallyalongwiththevarietyofimpellerandvoluterelativepositions.Underlowflowratecondition,theinnerflowfieldofimpellercome

7、sintobeingseriousreflux;underlargeflowratecondition,thevoluteoutletpresentsobviousseparateflow.2.Thestaticpressuredistributionofimpellerandvoluteisdiscusse氏whichissituatedatthecircumferentialdirectionoftheimpeller-volutecouplingsurface.Themaximalandminimalstaticpressureareoccu

8、rredintherangeofsectionwandthetongue;becauseoftheinteractionb