| 题名 | 基于DDES模型的离心泵内部非定常旋涡特性研究 |
| 作者 | 朱月龙 |
| 答辩日期 | 2018 |
| 导师 | 敏政 ; 黎义斌 |
| 关键词 | 离心泵 非定常 DDES模型 压力脉动 数值模拟 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 以某单级单吸离心泵为研究对象,针对其偏工况问题,对叶轮重新进行水力设计;基于延迟分离涡(Delayed Detached Eddy Simulation,DDES)模型,研究离心泵流道内部非定常压力脉动特性、旋涡结构及其演化分布过程。首先,针对某单级单吸离心泵偏工况运行的问题,即1.2Q工况点效率最高,基于速度系数法,对叶轮重新进行了水力设计,主要包括:叶轮进口直径、叶轮出口直径、叶轮出口宽度及出口安放角,借助FLUENT流场模拟软件进行定常数值模拟,预测结果:效率曲线最高点恢复到1.0Q工况,即该泵正常运行,同时泵整体效率提高了2.04%,单个叶轮效率从原模型的89.3%提高为设计后的95.33%,提高了6.03%。借助CFD-POST后处理分析软件,对比分析设计前后泵内部流动特性,结果为:对比原模型,额定工况下,设计模型流道内部动压和速度流线分布更均匀,紊乱区域大量减少,湍动能明显减小,叶片圆角附近的负压区域减少;对比叶片载荷,原模型叶片工作面静压载荷高于设计模型,设计模型叶片背面静压载荷高于原模型,设计模型叶轮流道的压力梯度小于原模型。其次,应用延迟分离涡(Delayed Detached Eddy Simulation,DDES)模型对离心泵进行非定常数值模拟,研究流道内部非定常旋涡结构及其演化过程。其结果为:对比涡量云图,DDES湍流模型较RNG k-ε湍流模型能清晰的看到由大旋涡破裂而成的小旋涡,能更好的模拟精细流场结构;流道内的旋涡主要集中在叶轮叶片背面、蜗壳进口及隔舌附近;在旋涡随流体运动的过程中,伴随着旋涡的初生、相融、迁移、破裂、耗散消亡等现象;流量对流道内旋涡的分布有明显影响,随着流量的增加,旋涡逐渐减少,同时涡量值也逐渐减小。最后,应用DDES湍流模型研究离心泵内部的压力脉动特性。结果为:对比原模型和设计模型叶轮流道内的压力脉动特性,设计模型叶轮流道内的压力值有所减小,进口和出口位置的时域图和频域图曲线变化规律基本一致,中间位置有差异;在蜗壳第三断面:沿径向,压力脉动在进口处最大,随着直径的增大,压力系数波动幅度逐渐减小;沿轴向,随着轴向距离增大,压力系数波动幅度也逐渐减小;隔舌位置的压力脉动远大于蜗壳其它位置。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 72 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/93719]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 朱月龙. 基于DDES模型的离心泵内部非定常旋涡特性研究[D]. 2018. |
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