双蜗壳的参数计算绘形和内流场计算

摘要

离心式水泵是一种通用水力机械，广泛用于工农业生产中。而双蜗壳是流量较大离心泵的重要过流部件，位于叶轮之后。它的主要作用是用来收集从叶轮流出来的液体，并把液体动能转化为压力能，特别是能够较好的消除叶轮在非设计工况点工作时产生的径向力，保持叶轮工作的稳定，提高泵的可靠性。双蜗壳设计的优劣将直接影响泵的整体性能。 本课题利用计算流体动力学(CFD)方法，对双蜗壳内部流动进行模拟计算并详细分析。以模型泵(CB2010/100)为例，根据K一￡理论，选用Mixrare模型，利用UG软件建立双蜗壳的三维几何模型，通过Gambit软件贴体坐标和四面体网格系统，生成计算网格，最后用fluent进行三维内部流场的数值模拟。得到了离心泵蜗壳内速度、速度矩、压力等参数的分布，分析了蜗壳内部流动的特征。 数值模拟以液相为介质，压力修正使用SIMP[，E算法，通过对该模型设置不同的边界条件后，利用标准1c一￡湍流两方程对离心泵蜗壳内部流动情况进行数值模拟，计算了0.8Q、1.0Q和1.2Q这三个典型工况下的单、双蜗壳的内部湍流流场。根据三个不同工况下速度场和压力分布的计算结果，初步分析了该蜗壳内部水力特性，比较了同一蜗壳在不同工况下及同一工况下单、双蜗壳的的区别。通过对单蜗壳与双蜗壳内部流动的数值计算，得出了以下重要结论： 1、在标准工况下，单、双蜗壳都可以较好地消除径向力，也能够较好第把液体的动能转化为压力能，使蜗壳内部液体流动更加均匀，减小水力损失，在隔舌处基本没有回流现象。 2、在0.8Q下，相同的是单、蜗壳能够明显地降低速度，减小水力损失。不同的是单蜗壳内部压力不对称，因而会影响泵运行的性能；而双蜗壳可以比较理想的消除径向力，提高泵运行的稳定性。‘ 3、在1.2Q下，单蜗壳与双蜗壳两者之间的压力分布相差非常大，单蜗壳不能够很好地平衡径向力，而双蜗壳明显消除了叶轮产生的径向力，提高了泵的可靠性和稳定性。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1课题来源

1.2课题的研究目的和意义

1.3国内外研究现状及发展趋势

1.4本课题的主要研究内容、及技术路线

第二章双蜗壳的基本理论与设计方法

2.1有关蜗壳的概述

2.2蜗壳的主要结构参数(图2-2)

2.3双蜗壳的设计

第三章三维实体建模

3.1 UG软件的介绍

3.2双蜗壳实体模型

第四章CFD理论综述

4.1 CFD的理论基础

4.2 CFD中的三维湍流模型

4.3 FLUENT的介绍

第五章内流场的数值模拟

5.1网格划分

5.2蜗壳内流场的计算及结果分析

第六章数值模拟结果与分析

6.1模拟计算结果

6.2计算结果分析

第七章结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

附录 发表论文

致谢