大型远洋围拖网渔船吸鱼泵设计与研究

摘要

吸鱼泵作为围拖网渔船活鱼运输的重要部件，其质量的好坏对活鱼的影响非常巨大。为此，吸鱼泵的效率以及活鱼的损伤率一直是人们最为关心的问题。如何提高吸鱼泵的效率以及降低吸鱼泵的损伤率是各个企业追逐的重要目标。本文吸鱼泵的主要输送的对象是秋刀鱼，秋刀鱼的长度在20-35厘米左右。　　为了使合作单位能够更好的得到吸鱼泵的研究数据，对吸鱼泵进行结构设计以及通过数值模拟计算进行研究，在设计上:结合普通离心泵以及吸沙泵的特征，确定叶轮的结构和形式，并通过三维软件Solidworks对实际尺寸缩小十倍建模。在分析上:通过FLUENT软件对吸鱼泵进行单相流与两相流流场分析。单相流模型在空载工况时选取转速度进行数值模拟;两相流模型从四个方面进行数值模拟:　　1、转速;　　2、体积流量;　　3、颗粒（鱼体缩小后以颗粒描述）大小;　　4、颗粒的浓度。　　叶轮的壁面采用对称建模，并且运用柔性旋转分布，这样使得叶轮做有用功同时将流体输出到出口管。　　通过对吸鱼泵流场的分析，能够得到以下的结论:叶轮采用的柔性旋转分布，转速在1250rad/min-1450rad/min，流量在0.8Q-1.2Q最适合。鱼水混合物之比（鱼的体积与水的比例）在30％-50％适合活鱼输送。经合作企业试验，符合实际应用。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状及分析

1．3 离心泵的概述

1．4 离心泵的流动

1．5 本文研究的主要内容

1．6 本章小结

第二章 吸鱼泵的设计

2．1 吸鱼泵的进口管道的计算

2．1．1 进口管道直径D

2．1．3 计算泵的效率

2．1．4 轴功率和原动力的功率计算

2．1．5 泵主要零件校核

2．2 CFD基本理论

2．3 流体力学的基础

2．3．1 有限控制体

2．3．2 流体微元

2．4 流体上的运动方程

2．4．1 连续方程

2．4．2 动量方程

2．4．3 能量方程

2．5 数值模拟理论

2．5．1 湍流模型

2．5．2 直接数值模拟

2．5．3 大涡模拟(Large eddy simulation)

2．5．4 雷诺平均法

2．6 湍流模型

2．6．4 k—epsilon(2-eqn)

2．7 本章小结

第三章 三维模型的建立

3．1 模型建立

3．1．1 进鱼管的模型建立

3．1．2 叶轮模型建立

3．2 泵体建模

3．2．1 一般的泵体模型

3．3 连接法兰

3．4 吸鱼泵流道的整体模型

3．5 本章小结

第四章 吸鱼泵网格划分

4．1 网格生成的方法

4．1．1 结构化网格

4．1．2 非结构化网格

4．2 ICEM划分网格

4．2．1 四面体网格划分

4．2．2 六面体网格

4．2．3 域的生成

4．3 本章小结

第五章 FLUENT数值计算

5．1 FLUENT软件简介

5．1．1 计算设定

5．2 数值模拟结果分析

5．3 效率计算

5．4 速度云图

5．5 壳体内数值流体分析

5．6 固液两相流

5．6．1 多相流定义

5．6．2 多相流的形态

5．6．3 多相流模型

5．6．4 固液两相流操作流程

5．7 不同颗粒大小

5．8 不同流量对吸鱼泵的影响

5．9 不同颗粒浓度

5．9．1 迹线图

5．10 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文及研究成果