高速誘導輪離心泵的理論分析與數(shù)值模擬.pdf

1、汽蝕破壞是引起離心泵故障的主要原因之一，如何提高離心泵的汽蝕性能是流體機械研究領域的一個重要研究方向。另外，葉輪機械主要的能量轉換是在葉輪中完成的，因此了解液流在葉輪內(nèi)部的流動機理，對設計高效率的葉輪及離心泵的節(jié)能降耗有著重要的意義。本論文主要針對上面的問題進行了研究。 論文的主要內(nèi)容如下： 第一章：介紹了提高離心泵汽蝕性能的措施及誘導輪研究的現(xiàn)狀：概述了離心泵內(nèi)部流動的研究進展及商用的CFD軟件的發(fā)展及應用；在此基礎上

2、提出了本文的主要研究內(nèi)容。 第二章：介紹了本文計算所采用的數(shù)值方法：給出了相對坐標系下三維N-S控制方程組的通量形式及S-A湍流模型；介紹了控制方程的空間離散和時間離散及時間項的四階龍格庫塔迭代法；介紹了計算加速方法，包括隱式殘差光順和全多重網(wǎng)格方法；并給出了收斂標準。 第三章：對誘導輪的汽蝕性能進行了分析，給出了單個及串聯(lián)誘導輪的設計方法；基于雷諾時均Navier-Stoks方程和Spalart-Amaras湍流模型對

3、所設計的單個及串聯(lián)誘導輪進行了數(shù)值模擬計算，分析了單個及串聯(lián)誘導輪內(nèi)部的流動情況；并進行了試驗研究。 第四章：提出采用引射器提高離心泵的汽蝕性能，對引射的理論進行了分析，并設計了引射器，對具有前置引射器的兩臺開式葉輪離心泵進行了實驗研究，在不同引回流量的情況下進行了汽蝕實驗研究。 第五章：給出了復合葉輪的設計方法，分析了離心葉輪內(nèi)部的流動機理；對4個閉式的不同中短葉片數(shù)的低比轉速復合葉輪進行了數(shù)值模擬和實驗研究，分析了葉