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基于CFdesign潜污水电泵设计

作　者: 汪亮
导　师: 张立祥
学　校: 安徽理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 潜污水电泵三维建模叶片型线数值模拟
分类号: TH31
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 9次
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内容摘要

泵的传统设计是以经验为基础的设计,一般需要经过模型试验和设计修改的过程,最后根据经验确定最终的设计方案。这种设计的周期较长,费用较高,对经验的依赖性较强。随着计算机技术和CFD(Computational Fluid Dynamics)技术的迅速发展,流场数值模拟已成为可能,逐渐广泛应用于流体机械的设计和分析中。为了减少模型试验的次数,降低设计成本,缩短设计周期,本文中,CFD技术被应用于潜污水电泵的设计过程和流场的分析中。本文在速度系数设计法的基础上,结合加大流量设计法和相关的经验方法,自主设计了两种不同叶片型线的潜污水电泵；运用SolidWorks软件分别建立了这两种叶轮的模型,同时建立了蜗壳流道、旋转区域、入口流道模型,并进行了装配；以这两种泵的模型为研究对象,运用CFdesign软件对泵的8个工况进行了数值模拟。根据计算结果分析了速度、压力、叶轮内液流相对速度、叶片压力等特性,预测了流量—扬程曲线和流量—水力效率曲线,获得了有较好运行性能的流量范围。通过对潜污水电泵进行数值模拟,可以获得泵内部流动状况,预测其水力性能；数值模拟的结果,可以用以指导对设计的改进,通过设计—模拟—设计这一过程,提高所设计的泵的性能；叶片的型线对泵的性能有重大的影响,设计叶轮时叶片可选择多种型线,通过数值模拟,分析比较其内部流动状况和预测的性能曲线,根据实际工况选出最合适的叶片型线。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-12
引言  12-13
1 绪论  13-19
  1.1 潜污水电泵概述  13-14
  1.2 泵的设计发展历程  14-15
  1.3 泵的内部流动数值模拟研究现状  15-16
  1.4 泵的设计的发展趋势  16-17
  1.5 论文的主要内容  17
  1.6 泵的内部流动数值模拟的意义  17-19
2 泵的设计  19-35
  2.1 叶轮设计  19-29
    2.1.1 水力设计方法  19-20
    2.1.2 速度系数法设计过程  20-26
    2.1.3 叶片型线设计  26-29
  2.2 压水室的设计  29-33
  2.3 加大流量设计法  33-34
  2.4 小结  34-35
3 泵的三维建模  35-41
  3.1 SolidWorks软件简介  35
  3.2 叶轮的建模  35-39
    3.2.1 轴面投影图流道的检查  35-36
    3.2.2 叶片的造型  36-37
    3.2.3 平面投影图流道的检查  37-39
  3.3 其余元件模型的建立  39-40
  3.4 小结  40-41
4 流场数值模拟基本理论  41-46
  4.1 CFdesign简介  41
  4.2 控制方程  41-44
  4.3 离散化方法  44-45
  4.4 流场数值解法  45
  4.5 小结  45-46
5 计算结果与分析  46-74
  5.1 内部流动数值模拟  46
  5.2 结果与分析  46-70
  5.3 性能预测  70-73
  5.4 小结  73-74
结论  74-75
参考文献  75-78
致谢  78-79
作者简介及读研期间主要科研成果  79

基于CFdesign潜污水电泵设计

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