梯形迷宮螺旋泵的設(shè)計理論、數(shù)值模擬與實驗研究.pdf

1、隨著石油化工、航天航空、電鍍冶金、制藥等工業(yè)的迅猛發(fā)展，流體機械的應(yīng)用范圍日益增加，性能優(yōu)越的新型特種泵的研究開發(fā)必將受到人們更多的關(guān)注。為填補離心泵在高揚程小流量的性能空白區(qū)，并能在實際運行工況下輸送工藝過程中腐蝕性、放射性流體介質(zhì)和含有固體顆粒的流體介質(zhì)；國內(nèi)外學(xué)者在迷宮密封泵送機理基礎(chǔ)上展開了對新型迷宮螺旋泵的研究開發(fā)。目前，國內(nèi)外對迷宮螺旋泵的研究還處于摸索階段，還沒有形成比較系統(tǒng)的設(shè)計理論或設(shè)計方法。鑒于人們對迷宮螺旋泵工作機

2、理的本質(zhì)認(rèn)識還不足，本課題從梯形迷宮螺旋泵理論分析、數(shù)值模擬、實驗研究三個方面綜合考慮，對梯形迷宮螺旋泵的設(shè)計、運行特性進(jìn)行了研究，來保證研究的正確性和可靠性，為實際工程設(shè)計和應(yīng)用提供參考依據(jù)。本文主要工作如下： 1.理論分析：在文獻(xiàn)基礎(chǔ)上推導(dǎo)出相應(yīng)的理論計算公式并初步提出梯形迷宮螺旋泵設(shè)計方法；結(jié)合流體機械專業(yè)知識，設(shè)計出迷宮泵的總體結(jié)構(gòu)圖、生產(chǎn)零件圖、實驗裝置圖。 2.數(shù)值模擬：利用PROE對梯形迷宮螺旋泵進(jìn)行三維建

3、模，并對其流道實體模型利用GAMBIT劃分網(wǎng)格，在此基礎(chǔ)上用CFD軟件FLUENT對流場采用標(biāo)準(zhǔn)的雙方程k-ε紊流模型進(jìn)行數(shù)值模擬計算，計算在貼體坐標(biāo)系和交錯網(wǎng)格中進(jìn)行并采用了SIMPLEC算法。計算結(jié)果得到了梯形迷宮螺旋泵內(nèi)湍流流動的速度、壓力分布規(guī)律，揭示內(nèi)部流動的主要特征。這些為判定水力設(shè)計的合理性提供科學(xué)的依據(jù)，為設(shè)計改進(jìn)和優(yōu)化提供參考。 3.實驗研究：安裝建立實驗測量裝置，在實驗臺上進(jìn)行梯形迷宮螺旋泵的性能測試實驗。實