【摘 要】
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随着社会和科学技术的发展,人们越来越重视离心泵运行的可靠性、稳定性、高效性和低振动性,而离心泵性能的好坏在很大程度上取决于内部流动情况。一般情况下,离心泵在设计流
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随着社会和科学技术的发展,人们越来越重视离心泵运行的可靠性、稳定性、高效性和低振动性,而离心泵性能的好坏在很大程度上取决于内部流动情况。一般情况下,离心泵在设计流量工况下运行时,其内部流动较好,速度和压力分布具有普遍规律,但是由于系统装置变化等原因,离心泵经常需要在变工况下运行,大多情况下是在小流量工况下运行。当离心泵在小流量工况下运行时会出现很多不稳定的流动现象,如流动分离、回流以及旋转失速等。同时离心泵在小流量工况下运行也会加剧叶轮-蜗壳之间的动静干涉作用,从而引起振动和水力噪声,严重影响泵系统的可靠性和稳定性。为了更好的理解和掌握离心泵运行于小流量工况下的内部流动特性,本文从不稳定流动现象出发,对一比转速为66的离心泵运用雷诺时均方程和RNG k-?湍流模型进行了数值模拟分析。本文的主要研究内容如下:1.应用Pro/E软件对离心泵进行三维建模,使用ICEM对模型泵进行网格划分,然后通过网格无关性验证,选定较为合理的网格数以使模拟结果更加精确和可信。2.对离心泵运行于1.0Qd~0.1Qd工况下的内部流场进行定常数值研究,分析叶轮进口回流和叶轮流道分离漩涡的发展过程,通过对叶轮进口流场进行周向和轴向速度分析,获取不同工况下回流发生区域。3.对离心泵运行于1.0Qd、0.6Qd、0.3Qd和0.1Qd工况下的流场进行非定常数值计算,在叶轮-蜗壳交界面、蜗壳周向以及蜗壳断面设置监测点,分析距离隔舌和叶轮进口不同位置处的速度和压力分布。4.通过对蜗壳壁面以及断面上监测点的压力分析,得到蜗壳内部的压力脉动情况,探讨隔舌以及叶轮与蜗壳之间的距离对压力脉动的影响,并通过快速傅里叶变换(FFT)对其进行频域分析,获取引起压力脉动的主要激励频率。
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