一、几种离心泵叶轮的切割和计算（论文文献综述）
李天鹏[1]（2021）在《叶片出口切割方式对低比转速离心泵流体诱导噪声研究》文中研究说明泵作为一种将机械能转换为流体能量的机械设备,通常会在运行时伴有强烈的振动噪声,这些噪声不仅会对机械设备寿命和性能有较大的影响,还会通过空气传播到人耳,对人体产生巨大的危害。噪声污染将严重影响人类身心健康,因此,降低泵的噪声已成为当下的一个研究热点。本研究采取单级单吸离心泵为目标对象,在不改变叶轮前后盖板参数基础上,通过在叶片出口边进行不同切割方式来研究切割以后的叶轮对离心泵噪声影响规律。基于RNG k-?湍流模型和声学边界元/有限元（BEM/FEM）方法分别对离心泵进行全流场和全声场计算,在离心泵流场瞬态计算完成后得到蜗壳偶极子声源,之后在离心泵有限元计算结果基础上,采用声振耦合来研究叶片切割以后的离心泵内外声场变化规律,研究结果可为离心泵降低噪声提供一定的依据。本文主要研究内容如下:1.叶片出口正向切割对离心泵水力噪声的影响。通过对叶轮叶片出口边进行正向切割,切割以后的叶片使得流体在流入蜗壳流道内时比较顺畅。结果表明:离心泵压力脉动能量主要集中在叶片通过频率及其低频谐波频率上,压力脉动分布直接影响离心泵噪声,并且压力脉动和内外声场噪声都集中在低频段,在叶频处达到最大。对叶片出口进行正向切割可以使得蜗壳内部各个截面下的压力变化均匀,离心泵内外声场声压级和叶片通过频率处的声功率都会随着叶轮叶片出口边切割距离的的增大而逐渐减小。考虑到离心泵能量性能和流场噪声,当叶轮叶片出口切割量为1.21%时,即叶轮叶片出口与蜗壳隔舌之间间隙率为8.57%,离心泵综合性能最佳。2.叶片出口V型切割对离心泵水力噪声的影响。通过对叶轮叶片出口边进行V型切割,来调节叶片出口V型切割宽度与蜗壳隔舌最佳选择,从而改进流体在叶轮出口与蜗壳流道内流动状态。结果表明:叶轮叶片出口V型切割可减少叶轮出口处的湍动能变化情况,可减弱泵后腔内部漩涡强度,从而改善离心泵泵腔内部流体流动状态和流线分布情况。叶片出口不同V型切割形状可以降低蜗壳隔舌压力脉动,而蜗壳隔舌压力脉动波动强度又可以很好地反映离心泵内声场声压级大小,并且与离心泵内声场声压级息息相关。叶片出口V型切割宽度在a/b2=33.3%时即保证离心泵扬程效率降低幅度最低,又能保证离心泵内声场声压级降噪效果最佳。叶片出口切割宽度不同时,流体激励泵体情况也不同,离心泵外声场噪声主要受内部流场以及泵体共同作用。3.叶片出口斜切对离心泵前后腔压力脉动以及水力噪声影响。通过对叶轮叶片出口进行斜切,保留叶轮前后盖板外径不变,来改善离心泵泵腔压力变化情况,从而来降低离心泵内外声场噪声。但是叶片出口斜切角度不易过大,过大会影响离心泵性能。结果表明:叶片出口斜切角度变化对泵前后腔内部压力脉动以及离心泵内外声场噪声有较明显变化,当叶片出口斜切角度增大时,且保证离心泵扬程效率损失在可接受范围内,前后腔压力脉动、叶轮流道处压力脉动以及内外声场噪声声压级都在降低,并且压力脉动和内外声场噪声声压级降低程度都随着出口斜切角度的增大而逐渐明显。
梁允昇[2]（2021）在《轴向平移叶轮前盖板改变离心泵运行工况的研究》文中认为本文针对黄河提灌工程用大流量离心泵叶轮由钢板组焊成型的特点,提出了在焊接之前轴向切割叶片,平移叶轮前盖板改变离心泵水力性能的方法,具有工程应用的价值,并对此展开了研究。叶轮作为离心泵最重要的水力元件,工程上多采用切割外径等手段定向改变泵的水力性能,增加产品通用性,降低泵站运营成本,本文平移叶轮前盖板的研究目的与其相对应。分别以MS124、M129、S700-500、M93、HS800-700-700五台离心泵作为研究对象,通过数值模拟的方法研究轴向平移叶轮前盖板对离心泵性能的影响,并结合理论分析,推导出离心泵性能变化的预测公式。本文主要研究成果如下:（1）研究发现,离心泵H-Q曲线随着叶轮前盖板平移而向下移动的同时逐渐变得陡峭,比转速越高的离心泵曲线形状变化得越剧烈。平移叶轮前盖板减小了叶轮与蜗壳内由流动分离所引起的水力损失,而大流量工况下平移前盖板则加剧了二次流与回流等现象,叶轮与蜗壳的流动状态进一步恶化导致水力损失增加。因此,平移前盖板后离心泵小流量工况的效率显着增加,而大流量工况的效率有所下降,高效点向小流量方向偏移,最高效率没有明显降低,离心泵η-Q曲线整体呈现向左平移的趋势。（2）与切割叶轮外径的方法对比发现,轴向平移叶轮前盖板后离心泵在小流量工况下具有相对较高的扬程与效率,有效拓宽了泵的型谱,具有工程价值和理论意义。基于理论推导出离心泵H-Q曲线随叶轮前盖板平移而变化的预测公式,并以数值模拟数据为基础,通过多元线性回归分析的方法修正换算公式。经过验证发现,叶轮前盖板平移幅度较小时,使用修正后的公式对比转速为120～140的离心泵的H-Q曲线进行换算,换算曲线在0.6Qd～1.2Qd工况内具有较高的精度。（3）对轴向平移叶轮前盖板后离心泵主要过流部件的非稳态特性进行分析发现,小流量工况下平移叶轮前盖板减弱了叶轮-隔舌的动静干涉作用,并降低了叶轮流道内回流旋涡所引起的低频压力脉动的幅值,但在大流量工况下,叶片压力面上二次流所引起的低频脉动强度增大。平移叶轮前盖板降低了叶片脱落涡撞击蜗壳隔舌引发的低频压力脉动的幅值,却增强了半螺旋吸入室内隔板与叶片的动静干涉作用。小流量与设计流量工况下,作用在叶轮上的稳态径向力随着前盖板平移均有所减小,径向力非稳态信号的脉动幅值也随之降低。（4）小流量工况下随着叶轮前盖板轴向平移,由吸入室隔板结构引起的叶轮流道内空化性能周期性恶化的现象有所减缓,离心泵的抗汽蚀性能增强。但存在最优点,超过最优点后继续平移前盖板会导致流动恶化,离心泵抗汽蚀性能下降,这个最优点随着工作流量的增加而提前出现。
彭虎廷[3]（2021）在《离心泵进口几何形状对空化性能影响的研究》文中认为为了适应社会的快速发展,人们对离心泵的性能方面提出了更高的要求。目前,空化已经成为影响离心泵性能及运行寿命的重要因素。本文将叶轮叶片表面最低压力处刚刚发生空化时的工况称为初生空化,对应的空化余量为初生空化余量（NPSHR）。而工程上常用的标准是以扬程下降3%时的装置空化余量（NPSHa）作为当前流量点的泵临界空化余量（NPSHr）,即为临界空化。但是初生空化和临界空化所对应的空化发展程度有明显的不同,前者是叶片表面刚刚发生空化未影响泵性能,而后者其性能已经发生明显改变。许多泵运行处于初生空化与临界空化之间,虽不影响其性能,但长期运行会造成叶片表面出现坑蚀、穿孔等破坏,严重影响泵的性能。通过分析空化理论公式可知,只有减小进口绝对速度V1、相对速度W1、压降系数K2,才能减小泵空化余量NPSH,而这三者都受到吸水室流动和叶轮进口形状的影响,所以对于提高离心泵的空化性能具有重要的工程意义及学术价值。本文主要研究成果如下:1.利用数值模拟方法提出离心泵初生空化的判定依据,为了避免判据的误差性、以及良好地判断初生空化的发生,以空泡体积分数为变量,其空化区域的空泡体积分数以10%为基础依据,且当叶片表面刚刚发生空化,产生的空泡对外特性无影响,作为初生空化的判定依据。通过分析初生空化与临界空化的关系,提出对于一些不适合经常拆卸的泵（如石油化工泵,核主泵）,在布置泵吸入系统时使其装置空化余量（NPSHa）大于初生空化余量（NPSHR）,即NPSHa>NPSHR,并在初生空化余量值（NPSHR）的基础上加上一定的安全余量值Δz,使泵完全处在无空化工况运行,从而保证泵不因空化而缩短预期寿命,为制造厂与用户提供一定的实用价值。2.对比三种吸水室发现,直锥形吸水室对泵空化性能影响最小,初生空化发生在与蜗壳隔舌对应流道的下一个流道的叶轮叶片进口吸力面。半螺旋形吸水室出口液流相对速度增加且不均,液体以较高速度流入叶轮,使得叶轮内速度较高的叶轮叶片吸力面上首先发生空化。环形吸水室左右两侧内均产生漩涡与回流等现象,吸水室出口处靠近泵入口侧液流速度较大,使得叶轮叶片进口吸力面压力减小易于发生空化。3.通过改进增大半螺旋形吸水室及环形吸水室的过流断面面积,降低吸水室内的液流速度,改善液流的稳定性,从而提高泵的空化性能。与原型相比,改进后的半螺旋形吸水室,在额定工况下扬程、效率基本不变,初生空化余量有一定的减小;而临界空化余量除了在小流量0.6Qd工况之外,其他流量工况下均有不同程度的减小;吸水室出口处液流速度减小,叶轮进口压力上升,空化发生被抑制。改进后的环形吸水室,效率有明显的上升,扬程在额定工况与大流量工况下也有所上升,1.2Qd工况下扬程、效率增幅最大为8.61%、8.51%;空化方面,与改进前相比,叶轮内空化发生延迟,改进后在额定工况下初生空化余量与临界空化余量均有明显下降;改进后的环形吸水室内漩涡强度降低,流线分布均匀,叶轮进口低压区域明显减小,叶片表面空泡体积分数明显降低,空化发生被抑制。此研究结果对吸水室形状设计具有一定的理论价值。4.探讨叶间进口过水断面面积S1与叶轮进口面积S0的比值变化对离心泵外特性、空化性能以及叶轮内流场的影响。当叶片进口边前移、叶片进口冲角增大以及切割叶片进口时面积比均逐渐增大;而当叶片进口边后移、叶片进口冲角减小时面积比均逐渐减小。扬程、效率方面,在三种方法下适当的增大面积比时,使得叶轮内液流流动稳定性提高,叶片对液流做功增强,水力损失减小,从而能有效地提高泵的扬程与效率。空化方面,在改变叶片进口边位置与切割叶片进口方法下随着面积比的增大,初生空化余量逐渐增大,空化发生的越来越早,当面积比最佳时泵临界空化余量最小;而在改变叶片进口冲角下面积比增大到最佳时,初生空化余量最小,空化发生延迟,临界空化余量基本不变。当面积比减小时则严重影响离心泵的空化性能。综合说明,泵叶间进口有一个最优面积比,即最佳叶间进口过水断面面积,该面积下泵空化性能最优。该研究结果为叶片进口形状设计提供一定的参考价值。
沈显东[4]（2020）在《大型炼厂离心泵的故障分析及结构优化》文中指出离心泵作为炼油厂最重要的输油输水设备,其安全保障尤为重要。石油中大量的腐蚀性成分对离心泵的结构和输送产生了较大的影响,导致部分离心泵结构应力发生变化、振动值升高、密封发生泄漏,打破安全临界点,引发事故发生。基于上述问题,启动对现场离心泵振动整改项目,本文从现场实际出发,结合理论分析,从管道布置,离心泵整体结构,汽蚀影响等几个方面探究引起离心泵振动超标的主要原因,并提出改进方案和结构优化。以本项目某化工企业的离心泵为研究对象,对其在不同工况下的运行状态进行研究分析,找出原因并加以优化。研究的主要内容如下:（1）研究离心泵的外部因素导致泵体振动的原因,主要从管线振动带动泵体振动这一方面,分析由管线的压力脉动产生的影响,找出产生振动的因素并计算出压力管道损失,在选择管线时进行补偿。通过现场管线的布置和受力情况,分析管线内流体不稳定运动对泵体造成的影响所产生振动。文中通过增大管线直径使流体流动稳定,并改变管线直径和增加管线支撑消除该振动的影响。（2）现场拆解检查离心泵系统的各部分结构,找出损坏的部件,主要包括电机、轴、轴承、叶轮、泵体本身等。结果发现电机轴承连接处的磨损,叶轮口环的不对中,机械密封的泄露等都会引起机组运行不稳定,文中主要通过对叶轮口环的更换,改善间隙和重新对中,对电机进行增设润滑嘴,紧固地脚螺栓,加强对电机的维护,增上辅助密封系统防止泄露对离心泵进行改造,一定程度上减少了机泵振动的幅度。（3）根据离心泵的运行特性参数（主要是汽蚀）,通过ANSYS仿真出口静压分布和对其动态特性进行分析。发现在不同的工况下,离心泵速度和运转频率都处在一个不同的位置,并且其速度分布与工况有关。工况流量变小时,其位移、速度和加速度与工况的变化呈现反比的状态,流量越小其变化幅度越明显;结合现场监测和模拟仿真得出,流量过小（设计流量为90m3/h,而实际流量为20m3/h）和叶片边缘处厚度比设计值减薄5mm,是产生汽蚀的主要原因。（4）通过改变叶片形状和叶片加厚、改变安放角和切割叶轮外径的方法来提高泵体抗汽蚀性能。结合模拟仿真,在确保叶轮装配尺寸不变的前提下,采取了将叶片边缘磨成椭圆状,叶片加厚,冲角增加,叶片入口非工作面进行倒角的叶轮结构优化,并对优化结果进行现场运行和测试,发现泵平均有效功率和效率得到了提升,其振动数据全部显着下降;在新叶轮运行时间达到72h后进行检测,可观察到其叶片状态完好,不存在汽蚀痕迹现象,泵的运行状况处于正常状态。
陈尧[5]（2020）在《基于CFD的低比转速离心泵叶轮多目标优化设计与实验》文中研究说明
李瑶[6]（2020）在《低、中比转速叶轮切割对泵反转作透平性能影响》文中研究说明节约能源是社会进步的必经之路。在流程工业中,经常会有大量高压,一定量的液体尚未完全回收和利用,而泵反转作透平是主要回收这种能量的方式。但一种泵目前最多只有30个规格,还不能满足工业流程选择液力透平的需要,为此,可以通过切割叶轮外径来满足液力透平选择的需要。另外,泵反转作透平一般选用中、低比转速的泵,所以研究选用中、低比转速泵反转作液力透平。本课题首先分别选取了4台中比转速和4台低比转速离心泵反转作液力透平,中比转速泵比转速分别为84.5、92.8、125.3和129.3,低比转速泵比转速分别为33、47、69和78,然后在不改变其他几何尺寸的基础上,分别对8台泵作透平的叶轮外径进行不同程度的切割,其中中比转速泵作透平切割率依次为3%、6%、9%和12%,而低比转速泵作透平切割率依次为3%、6%、9%。利用FLUENT软件对这8台透平模型在叶轮原型、不同切割率下分别进行数值模拟,可得到以下结论:1.切割中、低比转速叶轮对泵作透平的性能影响有:对于各台中、低比转速泵作透平及其在不同切割率的透平模型都有,随着流量的增加效率先增加后减小,压头和轴功率随流量的增加而增加;且随着切割率的增加,各台透平最优效率点的流量点一直向小流量点偏移,最优效率点的压头和轴功率逐渐减小,但随着切割率的增加不同比转速泵作透平最优效率点的流量、轴功率和压头减少量各不相同。2.为了扩大中比转速、低比转速泵作透平的使用范围,通过对比各台中、低比转速泵与泵作透平在不同切割率分别对应的最优效率点的流量比、压头比和轴功率比的变化规律可得,对于每台中、低比转速泵与泵作透平,随着切割率的增加,泵与泵作透平最优效率点的流量比、压头比和轴功率比逐渐降低,且随着切割率的增加,不同比转速泵与泵作透平最优效率点流量比、压头比和轴功率比减少量各不相同。其中,中比转速泵与泵作透平,切割率在0%9%之间,各台泵与泵作透平最优效率点流量比、压头比和轴功率比减少量较小,切割率为12%时,减少量很大,而低比转速泵与泵作透平,切割率在0%6%之间,各台泵与泵作透平最优效率点流量比、压头比和轴功率比减少量较小,切割率为9%时,减少量很大。3.各台中、低比转速叶轮切割对泵作透平水力损失规律有,随着切割率的增加,总水力损失增加,叶轮、蜗壳等过流部件的水力损失也增大,且叶轮随切割率的增加水力损失量最大,而尾水管随切割率的增加变化不明显。4.从各台中、低比转速泵作透平的中间截面速度流线图和湍动能云图可知,无论是中比转速还是低比转速泵作透平,随着切割率的增加,其叶轮进口处的回流越大,蜗壳与叶轮间隙处的损耗越大。本课题还分别依欧拉公式、透平叶轮进出口速度三角形在假设叶轮切割前后其叶轮进口面积不变的基础上得到了中比转速透平叶轮的切割定律,和根据欧拉公式、透平叶轮进出口速度三角形在假设叶轮切割前后其叶轮进口角、进口宽度不变的基础上得到了低比转速泵作透平叶轮的切割定律,并通过对比数值模拟结果和切割定律的结果发现:1.对于中比转速泵作透平,切割率在3%9%之间时,两者之间的误差很小,而切割率为12%时,误差较大,说明此切割率已不能应用在透平叶轮的切割定律;另当切割率为9%时,各台透平的效率下降均在5%之内,因此透平叶轮切割定律的最大切割率9%。2.对于低比转速泵作透平,切割率在3%6%之间,两者之间的误差很小,而切割率为9%时,误差较大,说明符合透平叶轮切割定律的最大切割率为6%。
杨藤[7]（2020）在《叶轮出口关键参数对双蜗壳离心泵水动力特性的影响》文中进行了进一步梳理双蜗壳离心泵叶轮出口作为动静干涉产生的重要区域,该区域关键参数的变化不仅影响泵的水力性能,且对压力脉动的大小也起着重要影响作用。为了提高离心泵水力性能,减小流体诱导产生的低频振动,保障离心泵的安全性与稳定性,本文以一比转速为83的双蜗壳离心泵为研究对象,通过改变叶轮外径D2、叶轮叶片数Z、叶片出口厚度对离心泵水力性能进行优化,并研究这些参数改变对双蜗壳离心泵压力脉动与叶轮出流尾迹结构的影响。本课题的主要研究内容及结论如下:1.叶轮-蜗壳径向间隙对双蜗壳离心泵水力性能与压力脉动特性的影响根据叶轮切割定律修改叶轮外径尺寸,该参数的改变直接影响着叶轮-蜗壳径向间隙的大小（叶轮出口流动直接影响因素）,以此研究其对双蜗壳离心泵水力性能及内流场压力脉动特性的影响。首先,对比不同叶轮-蜗壳径向间隙下水力性能的改变以及不同流量工况下数值计算值与试验值的误差,得到叶轮外径D2=230mm的双蜗壳离心泵效率最高;进一步分析叶轮-蜗壳径向间隙改变对双蜗壳离心泵压力脉动特性的影响,其中,不同模型下离心泵的压力脉动主频为叶片通过频率及其倍频,且D2=230mm的双蜗壳离心泵压力脉动幅值较低;受射流-尾迹流动结构影响,叶片出口尾部流动相对速度出现分区,且随叶轮旋转,该流动分区逐渐消失,流动产生混合叠加。2.叶轮叶片数对双蜗壳离心泵水力性能与压力脉动特性的影响在满足实验所需水力性能和上述模型泵计算结果的基础上,采用叶轮叶片数与双蜗壳隔舌匹配原理改变叶轮叶片数（叶轮出口流动间接影响因素）,研究叶轮叶片数改变对双蜗壳离心泵水力性能及内流场压力脉动特性的影响。首先,研究模型泵在叶轮叶片数改变时在不同流量工况下水力性能参数发生的变化以及数值计算值与试验值的误差,得到叶轮叶片数Z=6的双蜗壳离心泵效率高于其他两种模型泵;进一步分析叶轮叶片数改变对双蜗壳离心泵压力脉动特性的影响,与不同叶轮-蜗壳径向间隙条件下的分析结果类似,此参数条件改变下压力脉动主频为叶片通过频率及其倍频,且Z=6的双蜗壳离心泵压力脉动幅值较低;与不同叶轮-蜗壳径向间隙条件下的尾迹结构分布结果相似,受射流-尾迹流动结构影响,叶片出口尾部流动相对速度出现分区,且随叶轮旋转,该流动分区逐渐消失,流动产生混合叠加。3.叶片出口厚度对双蜗壳离心泵水力性能与压力脉动特性的影响叶轮外径与叶轮叶片数的改变不仅影响离心泵的水力性能,同时对泵内部流动性能产生改变,其中,叶片出口射流-尾迹流动结构对动静干涉区域压力分布产生影响,从而影响压力脉动特性,在此基础上通过改变叶片进出口边厚度（叶轮出口流动次级影响因素）,研究不同叶片出口厚度下双蜗壳离心泵水力性能及内流场压力脉动特性分布。首先,通过对比不同流量工况下双蜗壳离心泵的水力性能曲线,得到T2厚度的双蜗壳离心泵效率最高,且额定工况下分别比T1和T3高4.68%、3.34%;该参数条件的改变不仅影响水力性能变化,而且会影响离心泵的压力脉动分布,对比不同监测点处不同叶片厚度的双蜗壳离心泵压力脉动频域分布得到T2厚度的模型泵脉动幅值最低,且脉动主频均为叶片通过频率,三种叶片厚度的离心泵隔舌区域测点的脉动幅值高于蜗壳环向测点;该叶轮参数条件下的叶片尾部流动分布与前两种方法所得结论类似,T2厚度的离心泵运行过程中,随时间周期性旋转的叶片出口流动呈现明显的分区流动,且随时间变化流动分区逐渐消失。
路佳佳[8]（2020）在《基于仿生射流原理的低比转速离心泵空化控制机理研究》文中研究指明随着经济的快速发展,我国出现了很多能源问题与坏境问题,因此我国对各行各业提出了严格的能耗标准,泵行业也包含其中,然而离心泵内空化现象的发生却严重制约了离心泵性能的提升。同时,离心泵内空化发生时,空化泡溃灭产生的冲击波对过流部件表面产生侵蚀,严重影响了整个泵系统的使用寿命,增加了经济损失。从鲨鱼的生物学研究中发现,鲨鱼在水中的呼吸过程所形成的射流能够有效增加鲨鱼游动过程中的稳定性,提高了鲨鱼游动过程中的水动力特性。受这种鲨鱼射流结构的启发,基于仿生学原理,将其应用到低比转速离心泵的空化控制中。本文选取一比转速为32的低比转速离心泵,使用数值模拟方法对离心泵叶轮内的空化泡演变过程及仿生射流结构对离心泵内空化发展过程的影响进行研究。研究过程中通过对SST k-ω湍流模型中的湍动能粘度系数μt重新定义得到了修正的SST k-ω湍流模型,解决了原有湍流模型在计算空化流时对汽相粘度过度预测的问题,空化模型选择Kubota空化模型,并通过试验方法验证了此数值模拟方案的可行性。研究过程中得到如下结论:（1）通过在甘肃省流体机械及系统重点实验室可视化试验平台进行外特性试验和空化试验,发现数值计算的最大误差为4.86%,在可容许的误差范围内。即数值模拟过程中湍流模型选择、空化模型选择、边界条件设置、网格划分方案等均比较合理,此数值模拟方案可用于后续研究。（2）通过对低比转速离心泵叶轮内的空化流场分析发现,随着空化余量的下降,叶轮内的空化现象越来越明显;叶轮与蜗壳之间的动静干涉作用导致离心泵叶轮内的空化泡呈非对称分布;离心泵叶片表面载荷与泵进口压力和空化泡状态均有关系,泵进口压力下降,叶片表面载荷也随之下降,同时,空化泡的存在会影响叶片的做功能力,使得叶片表面载荷的发生变化,进而使得泵扬程发生变化;通过对叶轮内瞬态空化特性引起的压力脉动分析发现,叶轮内的压力脉动呈现以叶频为主频的变化特性,主频脉动特性与空化状态和叶轮与蜗壳之间的动静干涉作用有关。（3）通过对具有不同仿生射流结构的低比转速离心泵空化性能的研究发现,仿生射流结构有效抑制了叶轮内空化泡的发展。最为明显的是,相同扬程下,径向宽度为3 mm,轴向宽度为10 mm时,空化余量与原模型相比小42%,扬程断裂阶段,扬程可提升33.7%;射流改变了一个叶轮旋转周期内空泡体积分数均值的大小,未改变其变化趋势,径向宽度为3 mm,轴向宽度为10 mm时,空泡体积分数均值可下降43.6%;射流有效抑制了叶轮内低压区的扩展,使得低压区面积明显减小,且射流孔轴向长度变化对叶轮内压力分布的影响小于径向长度;空化发生时,空穴的震荡导致叶轮内涡结构和湍动能发生变化,使得叶轮损失增加,泵扬程下降;射流作用改变了叶轮内的流场分布结构,对湍动能和涡结构产生了影响,从而对叶轮内空化的发生和发展产生了影响,同时空化状态的变化又引起涡结构和湍动能发生变化;仿生射流结构未改变叶轮压力脉动的频域变化规律和主频幅值变化规律,只是改变了主频幅值的大小,P1、P2、P3、P4的压力脉动主要受叶轮内空化流影响,P5、P6点压力脉动主要受叶轮与蜗壳之间的动静干涉作用影响。（4）通过对仿生射流结构对离心泵性能的影响分析发现,在不同的流量下,仿生射流结构对离心泵性能的影响不同,小流量工况和额定工况下,离心泵的扬程和效率下降,泵性能变差;大流量工况下,射流场有助于优化流场结构,有助于提高泵的扬程和效率。径向宽度为3 mm,轴向宽度为10 mm时,仿生射流对泵性能影响较小,可投入到工程实际中。
王全玉[9]（2020）在《基于CFD的汽车电子水泵流场分析与结构优化》文中进行了进一步梳理随着经济的发展和社会的进步,新能源在生产生活中所占的比重越来越大,近几年,新能源汽车的市场份额不断提高,而汽车电子水泵作为冷却系统的核心部件,其工作效率的高低将直接决定着新能源汽车的水平。在汽车冷却系统中,传统的机械水泵由于存在噪声大、寿命短和能源消耗量大等弊端,由智能控制系统控制的汽车电子水泵技术日趋发展成熟,装配电子水泵的新能源汽车,能够更加合理的分配冷却水泵的工作时间,能够精准的避免机械水泵提前运行和滞后冷却等弊端。但新能源汽车电子水泵的效率问题决定着新能源汽车整体的发展水平,研究一种能够提高新能源汽车电子水泵效率的优化方法显得尤为重要。本文针对上述存在的问题,根据给定的汽车电子水泵的性能参数设计并优化汽车电子水泵离心泵部分,主要工作分为以下几个部分:第一部分分析了汽车电子水泵的国内外发展现状,结合目前国内外研究现状和现有的工作条件,提出了针对汽车电子水泵离心泵部分优化的方案;第二部分分析了离心泵设计理论和方法,选择速度系数计算法设计离心泵叶轮和蜗壳结构,并使用三维建模软件对离心泵部分建模;第三部分使用Pump Linx后处理软件对离心泵流场部分进行数值模拟,通过网格无关性分析、设置边界条件和选择求解器计算得到了残差曲线和收敛结果;第四部分基于MATLAB遗传算法工具箱,以离心泵叶轮和蜗壳主要参数为优化变量,建立以能量损失、抗汽蚀性能和稳定性的分目标函数,优化得到一组较优的参数组合。通过对比和分析优化前后流场的压力速度等云图,得到优化前后离心泵流场的流动变化,同时通过实物试验,得到离心泵性能试验数据,绘制了原模型与优化后模型的外特性曲线,对比了数值模拟以及试验数据,验证了优化结果的准确性和可靠性。综上,本文对汽车电子水泵的离心泵部分进行了系列化研究,通过数值模拟和优化算法对离心泵结构进行了相应校核与改进。在研究中首先对离心泵的叶轮及蜗壳的结构进行了设计计算。在随后研究中,通过遗传算法对影响其性能的重要结构参数进行寻优设计,经寻优比较后得到一组最优解,并以此完成了离心泵的性能的优化设计。为得到优化后离心泵的综合性能并校验数值模拟的准确性,最后对其进行了相关的实验验证。通过此次研究,将智能优化算法能应用到离心泵结构的优化设计中,能够为汽车电子水泵中的离心泵结构的优化提供重要的参考和依据。
王鹏[10]（2020）在《离心泵叶轮几何结构对流体激励噪声影响规律研究》文中研究说明离心泵作为一种重要且普遍的流体运输机械,广泛应用于各个行业及部门。其运行方式必然会产生噪声和振动,目前降低离心泵的噪声是一重要的研究热点。本文以一台单级单吸离心泵研究对象,通过试验与数值模拟结合的方式,采用RNG k-ε模型对离心泵进行全流场非定常数值模拟,并根据FW-H方程提取蜗壳壁面的湍流脉动作为偶极子声源,基于声学边界元法进行离心泵声场计算,将声学计算结果与流场压力脉动结果进行综合分析。并通过探究叶轮几何结构变化对离心泵内外声场的影响,以期找出最优的结构参数。主要研究内容和结论如下:1.离心泵湍流压力脉动与内声场特性的相关性分析。对不同工况下的模型泵进行试验与数值模拟计算,结果表明:蜗壳隔舌与叶轮的动静干涉是引起蜗壳内压力脉动峰值剧烈变化的主要原因,其中设计流量及大流量工况下隔舌处压力脉动为最高,蜗壳出口次之。不同工况下的脉动峰值主要集中在叶频及其倍频,以1倍叶频下的峰值为最高。不同工况隔舌区域的压力脉动在设计工况下最低。湍流压力脉动与内流场噪声具有相关性,湍流压力脉动峰值大的区域声压级也较大,两者呈正相关的关系。射流-尾迹效应导致叶片出口背面为低压,叶片扫掠隔舌时,形成的射流使得叶片出口区域具有较高的切向速度和较低的径向速度。蜗壳内声场分布呈现偶极子特性,且隔舌附近的声压级梯度较大,隔舌是主要的噪声源。不同特征频率下,叶频下的声压级为最高,出口段的声压级大于进口。流量是影响内声场噪声的主要因素,设计工况的最大声压级较其他工况低。2.离心泵缝隙引流对声场特性的研究。通过对叶轮叶片进行缝隙引流,调节叶片压力面与吸力面的压力分布,从而改善叶轮出口的流动情况。结果表明:叶轮叶片工作面与背面的压力差是造成叶轮尾迹-射流和出口不均匀流动的主要因素。缝隙在叶片尾缘能较好的平衡叶片两侧的压力分布,合理改善叶轮出口处的流动状态。开缝叶片对降低内外声场的声压级有一定的积极作用,径向开缝直径在γ=0.90时,声压级降低较为明显,且缝隙的宽度越宽,声压级越低,但扬程的损失随之增大,因此,在开缝宽度δ=0.5时离心泵降噪效果较优。3.叶轮前后盖板切割对离心泵噪声性能的研究。通过对叶轮前后盖板进行切割,保留叶片出口直径不变,从而减少叶轮出口流体对蜗壳的冲击作用,结果表明:对叶轮盖板进行切割可以减小叶片尾缘的湍动能波动区域,减弱蜗壳内的漩涡强度,从而改善流体的流动状态。压力脉动与内声场声压级相关联,侧面反映声压级大小,隔舌为主要噪声源,切割叶轮盖板可以有效减小蜗壳内部的压力脉动,进而减弱内外声场噪声。对叶轮盖板进行切割且保留叶片可以在保证扬程损失小的基础上有效降低噪声,当△a=7mm,即切割量百分比为△a/D2=5.4%时,降噪效果最好。流体激励泵体的外声场分布情况受泵体形状和内流场的共同影响,声压级极大值主要分布在易受冲击的底座与自由度约束较少的管道周围。
二、几种离心泵叶轮的切割和计算（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、几种离心泵叶轮的切割和计算（论文提纲范文）
（1）叶片出口切割方式对低比转速离心泵流体诱导噪声研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究背景及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 声学发展理论研究 |
| 1.3.2 流体机械流动诱导噪声研究 |
| 1.3.3 流体机械噪声实验研究 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 流致噪声理论及方法 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 控制方程及湍流模型 |
| 2.2.1 控制方程 |
| 2.2.2 湍流模型 |
| 2.3 声场理论 |
| 2.3.1 Lighthill声类比理论 |
| 2.3.2 Powell涡声理论 |
| 2.4 声源类型 |
| 2.5 声学数值计算方法 |
| 2.5.1 声学计算方法 |
| 2.5.2 声学边界 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 离心泵流场及内外声场特性分析 |
| 3.1 计算模型 |
| 3.1.1 离心泵主要参数 |
| 3.1.2 离心泵模型建立 |
| 3.2 网格划分 |
| 3.2.1 流体域网格划分及网格无关性验证 |
| 3.2.2 声学网格划分 |
| 3.2.3 离心泵固体域网格划分 |
| 3.3 瞬态时间步长无关性验证 |
| 3.4 边界条件设置 |
| 3.4.1 流场边界条件 |
| 3.4.2 声场边界条件 |
| 3.5 模态分析 |
| 3.6 试验验证 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 叶片出口正切对离心泵水力噪声的影响 |
| 4.1 方案设计与模型建立 |
| 4.2 叶片出口正切流场分析 |
| 4.2.1 叶片出口正切对离心泵水力性能的影响 |
| 4.2.2 叶片出口正切对蜗壳截面压力分布的影响 |
| 4.3 叶片出口正切对离心泵压力脉动的影响 |
| 4.3.1 蜗壳内部监测点压力脉动变化规律 |
| 4.3.2 离心泵压力脉动幅值分布 |
| 4.4 叶片出口正切对离心泵噪声的影响 |
| 4.4.1 叶片出口正切对内声场特性分析 |
| 4.4.2 叶片出口正切对外声场指向性特性分析 |
| 4.4.3 叶片出口正切对外声场球场点特性分析 |
| 4.4.4 叶片出口正切对辐射声功率特性分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 叶片出口V型切割对离心泵水力噪声的影响 |
| 5.1 方案设计与模型建立 |
| 5.2 叶片出口V型切割流场分析 |
| 5.2.1 叶片出口V型切割对性能的影响 |
| 5.2.2 叶片出口V型切割对压力云图分布的影响 |
| 5.2.3 叶片出口V型切割对湍动能分布的影响 |
| 5.2.4 叶片出口V型切割对泵后腔轴向流场分布的影响 |
| 5.3 叶片出口V型切割对蜗壳隔舌压力脉动分析 |
| 5.4 叶片出口V型切割对声场特性影响 |
| 5.4.1 叶片出口V型切割内声场声压级云图分析 |
| 5.4.2 叶片出口V型切割内声场声压级频谱分析 |
| 5.4.3 叶片出口V型切割外声场指向性分布 |
| 5.4.4 叶片出口V型切割外声场球场点云图分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 叶片出口斜切对离心泵前后腔压力脉动以及水力噪声的影响 |
| 6.1 方案设计与模型建立 |
| 6.2 叶片出口斜切对性能的影响 |
| 6.3 叶片出口斜切对压力脉动的影响 |
| 6.3.1 监测点设置 |
| 6.3.2 叶片出口斜切对离心泵前后腔稳态压力脉动影响 |
| 6.3.3 叶片出口斜切对前后腔瞬态压力脉动影响 |
| 6.3.4 叶片出口斜切对叶轮出口流道压力脉动影响 |
| 6.4 叶片出口斜切对声场特性的影响 |
| 6.4.1 叶片出口斜切内声场声压级频谱分析 |
| 6.4.2 叶片出口斜切外声场面场点云图分析 |
| 6.4.3 叶片出口斜切外声场指向性声压级分布 |
| 6.4.4 叶片出口斜切外声场球场点云图分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文成果 |
（2）轴向平移叶轮前盖板改变离心泵运行工况的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究意义与背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 叶轮结构对离心泵性能影响的研究现状 |
| 1.2.2 离心泵切割叶轮外径的研究现状 |
| 1.2.3 离心泵非稳态流动特性研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 离心泵数值计算基础 |
| 2.1 数值计算理论 |
| 2.2 计算模型的建立 |
| 2.2.1 离心泵选型和建模 |
| 2.2.2 计算模型网格划分 |
| 2.2.3 网格无关性分析 |
| 2.3 数值计算方法 |
| 2.4 数值模拟验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 平移叶轮前盖板改变离心泵性能的研究 |
| 3.1 轴向平移前盖板改变离心泵性能的理论分析 |
| 3.1.1 平移叶轮前盖板的方案 |
| 3.1.2 平移叶轮前盖板改变离心泵扬程的理论分析 |
| 3.2 轴向平移叶轮前盖板改变离心泵外特性的研究 |
| 3.2.1 平移叶轮前盖板对离心泵扬程的影响 |
| 3.2.2 平移叶轮前盖板对离心泵效率的影响 |
| 3.3 轴向平移叶轮前盖板改变离心泵内流场特性的研究 |
| 3.3.1 平移前盖板对叶轮流场的影响 |
| 3.3.2 平移叶轮前盖板对蜗壳流场的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 平移叶轮前盖板改变离心泵水力性能的预测方法 |
| 4.1 离心泵叶轮外径切割公式理论 |
| 4.2 轴向平移叶轮前盖板与切割叶轮外径对离心泵性能影响对比 |
| 4.2.1 切割叶轮外径改变离心泵的外特性的分析 |
| 4.2.2 两种叶轮修改方案对离心泵性能影响的对比 |
| 4.3 轴向平移叶轮前盖板改变离心泵性能的换算公式推导 |
| 4.3.1 换算公式的推导 |
| 4.3.2 换算公式修正 |
| 4.3.3 换算公式的适用范围 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 平移叶轮前盖板影响离心泵运行稳定性的研究 |
| 5.1 离心泵内流场压力脉动的研究方法 |
| 5.1.1 离心泵压力脉动基本理论 |
| 5.1.2 压力脉动监测点的布置及分析方法 |
| 5.2 轴向平移前盖板对叶轮内非稳态特性的影响 |
| 5.2.1 小流量工况 |
| 5.2.2 大流量工况 |
| 5.3 轴向平移叶轮前盖板对螺旋压水室压力脉动特性的影响 |
| 5.4 轴向平移叶轮前盖板对半螺旋吸入室压力脉动特性的影响 |
| 5.5 轴向平移前盖板对叶轮径向力的影响 |
| 5.6 轴向平移叶轮前盖板对离心泵空化性能的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
| 附录 B |
（3）离心泵进口几何形状对空化性能影响的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 本文研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 离心泵初生空化研究现状 |
| 1.2.2 离心泵进口形状对空化影响的研究现状 |
| 1.3 本文研究主要内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 离心泵空化数值计算的理论基础 |
| 2.1 离心泵内部流动控制方程 |
| 2.1.1 连续性方程 |
| 2.1.2 动量方程 |
| 2.1.3 能量方程 |
| 2.2 湍流模型 |
| 2.2.1 标准k-ε模型 |
| 2.2.2 RNG k-ε模型 |
| 2.2.3 k-ω模型 |
| 2.2.4 SST k-ω模型 |
| 2.3 空化模型 |
| 2.3.1 Kunz模型 |
| 2.3.2 Zwart-Gerber-Belamri模型 |
| 2.3.3 Schnerr-Sauer模型 |
| 2.3.4 Singhal模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 离心泵初生空化余量研究 |
| 3.1 计算模型及网格划分 |
| 3.1.1 计算模型 |
| 3.1.2 计算模型网格划分及无关性检验 |
| 3.2 边界条件设置及数值计算 |
| 3.2.1 单相定常计算 |
| 3.2.2 空化定常计算 |
| 3.3 实验验证及分析 |
| 3.4 初生空化判定 |
| 3.5 离心泵叶轮内空泡分布演变 |
| 3.6 离心泵空化余量的选定 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 不同吸水室对离心泵空化性能的影响 |
| 4.1 吸水室模型建立及网格划分 |
| 4.1.1 吸水室模型建立 |
| 4.1.2 吸水室模型网格划分 |
| 4.2 不同吸水室对离心泵外特性影响 |
| 4.2.1 能量特性对比分析 |
| 4.2.2 空化特性对比分析 |
| 4.3 离心泵内部流场特性分析 |
| 4.3.1 不同吸水室对叶轮内初生空化的影响 |
| 4.3.2 不同吸水室对叶轮内临界空化的影响 |
| 4.4 改进吸水室后对离心泵空化性能的影响 |
| 4.4.1 吸水室改进设计 |
| 4.4.2 吸水室改进前后泵外特性对比 |
| 4.4.3 改进前后内流场对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 叶间进口形状对离心泵空化性能的影响 |
| 5.1 叶间进口过水断面面积定义 |
| 5.2 叶片进口边位置对泵空化性能的影响 |
| 5.2.1 叶片进口边位置对叶间进口过水断面面积的影响 |
| 5.2.2 不同叶片进口边位置对泵外特性的影响 |
| 5.2.3 不同叶片进口边位置下叶轮流道切面压力分布 |
| 5.2.4 不同叶片进口边位置下叶轮内空泡分布 |
| 5.3 叶片进口冲角对泵空化性能的影响 |
| 5.3.1 叶片进口冲角对叶间进口过水断面面积的影响 |
| 5.3.2 不同叶片进口冲角对泵外特性的影响 |
| 5.3.3 不同叶片进口冲角下叶轮流道切面压力分布 |
| 5.3.4 不同叶片进口冲角下叶轮内空泡分布 |
| 5.4 切割叶片进口对泵空化性能的影响 |
| 5.4.1 切割叶片进口对叶间进口过水断面面积的影响 |
| 5.4.2 切割叶片进口对泵外特性的影响 |
| 5.4.3 综合分析说明叶片进口边向后偏移对泵空化性能影响 |
| 5.4.4 切割叶片进口下叶轮内空泡分布 |
| 5.5 不同叶片进口形状下叶片表面静压分布 |
| 5.6 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 一、结论 |
| 二、展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（4）大型炼厂离心泵的故障分析及结构优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的意义和项目背景 |
| 1.2 国内外离心泵的发展现状 |
| 1.2.1 国外离心泵技术的发展 |
| 1.2.2 国内离心泵技术的发展 |
| 1.3 当前存在的问题 |
| 1.4 振动测试方法 |
| 1.5 主要工作 |
| 第二章 管道结构对离心泵振动的影响 |
| 2.1 管道布置与测量 |
| 2.2 管道压力对泵的影响 |
| 2.3 管道压力损失及计算方法 |
| 2.4 离心泵进出口直径选择 |
| 2.5 管道优化 |
| 本章小结 |
| 第三章 离心泵整体结构对振动的影响 |
| 3.1 振动分析 |
| 3.2 叶轮口环及轴承振动分析 |
| 3.3 电机振动超标原因分析 |
| 3.4 轴承箱振动分析 |
| 3.5 机械密封的影响 |
| 3.5.1 密封情况 |
| 3.5.2 密封改造 |
| 3.6 结果对比分析 |
| 本章小结 |
| 第四章 汽蚀对离心泵运行的影响 |
| 4.1 离心泵参数介绍与存在的问题 |
| 4.2 离心泵运行状况 |
| 4.3 汽蚀与工况调节分析 |
| 4.3.1 汽蚀危害 |
| 4.3.2 离心泵的余量分析 |
| 4.3.3 调节工况改善汽蚀 |
| 4.4 离心泵分析 |
| 4.5 数学计算模型 |
| 4.6 确定边界条件 |
| 4.7 数值离散和求解方法 |
| 4.8 离心泵压力分析 |
| 4.8.1 压力计算 |
| 4.8.2 离心泵的静压分布 |
| 4.9 离心泵结构分析 |
| 4.9.1 叶轮转子应力分析 |
| 4.9.2 叶轮转子结构分析 |
| 本章小结 |
| 第五章 叶轮结构优化 |
| 5.1 .叶片加厚处理 |
| 5.2 改变叶片形状 |
| 5.3 改变叶片安放角 |
| 5.4 叶轮切割 |
| 5.5 不同形状的变化对泵汽蚀性能的影响 |
| 5.5.1 性能参数的计算方法 |
| 5.5.2 特性计算结果 |
| 5.6 现场叶轮优化设计 |
| 5.6.1 第一次改进设计 |
| 5.6.2 第二次改进设计 |
| 5.7 改进结果 |
| 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）低、中比转速叶轮切割对泵反转作透平性能影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 绪论 |
| 1.1 课题意义与背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 泵反转作透平选型的研究现状 |
| 1.2.2 离心泵叶轮切割的研究现状 |
| 1.2.3 泵作透平的水力损失的研究现状 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 1.4 本章总结 |
| 第2章 透平的数值计算 |
| 2.1 计算模型的建立 |
| 2.2 网格的生成方法和无关性检查 |
| 2.3 数值模拟 |
| 2.3.1 湍流模型的选取 |
| 2.3.2 边界条件的设置 |
| 2.3.3 离散格式 |
| 2.4 透平实验台验证 |
| 2.5 本章总结 |
| 第3章 中比转速离心泵反转作透平叶轮外径切割规律 |
| 3.1 理论推导透平切割公式 |
| 3.1.1 理论推导透平叶轮切割定律 |
| 3.2 数值试验方案 |
| 3.2.1 计算模型的选取及建立 |
| 3.2.2 网格生成及网格无关性检查 |
| 3.2.3 透平实验台验证 |
| 3.3 透平模型切割率的确定 |
| 3.4 数值模拟 |
| 3.4.1 不同比转速泵作透平在不同切割率外特性分析 |
| 3.4.2 泵与泵反转透平在不同切割率的关系 |
| 3.4.3 数值模拟与理论推导的透平叶轮切割定律结果对比及分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 中比转速叶轮切割对泵反转作透平水力损失的影响 |
| 4.1 泵作透平过水部件水力损失计算方法 |
| 4.2 透平过水部件水力损失数据处理与分析 |
| 4.2.1 不同外径对各过流部件水力损失数据 |
| 4.3 中间截面速度流线分布分析 |
| 4.4 中间截面湍动能分析 |
| 4.5 本章总结 |
| 第5章 低比转速离心泵反转作透平切割叶轮外径的研究 |
| 5.1 理论推导透平叶轮切割定律 |
| 5.2 数值试验方案 |
| 5.2.1 计算模型的选取及建立 |
| 5.2.2 网格生成及网格无关性检查 |
| 5.3 透平模型切割率的确定 |
| 5.4 不同比转速泵作透平在不同切割率最优效率点变化规律 |
| 5.5 泵与泵反转作透平在不同切割率的关系 |
| 5.6 数值模拟与理论推导公式结果的对比 |
| 5.7 透平过水部件水力损失数据处理与分析 |
| 5.7.1 不同外径对各过流部件水力损失数据 |
| 5.8 透平叶轮外径切割对蜗壳、叶轮影响分析 |
| 5.8.1 中间截面流线图 |
| 5.8.2 中间截面湍动能分析 |
| 5.9 本章小结 |
| 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
（7）叶轮出口关键参数对双蜗壳离心泵水动力特性的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 泵的振动与噪声 |
| 1.2 离心泵流致振动研究现状 |
| 1.2.1 压力脉动研究现状 |
| 1.2.2 叶轮参数对压力脉动影响研究现状 |
| 1.3 课题研究目标及主要内容 |
| 1.3.1 课题研究目标 |
| 1.3.2 课题研究内容 |
| 1.4 课题创新点 |
| 第2章 流场分析理论与方法验证 |
| 2.1 流场理论基础与模型建立 |
| 2.1.1 设计原理 |
| 2.1.2 几何模型 |
| 2.2 控制方程 |
| 2.3 湍流计算模型 |
| 2.4 边界条件及控制求解 |
| 2.4.1 边界条件 |
| 2.4.2 求解控制 |
| 2.5 计算域网格划分及无关性验证 |
| 2.6 试验结果验证 |
| 2.7 非定常计算方案 |
| 第3章 不同叶轮-蜗壳径向间隙下双蜗壳离心泵流场特性分布 |
| 3.1 叶轮-蜗壳径向间隙的确定 |
| 3.2 不同流量下叶轮-蜗壳径向间隙对双蜗壳离心泵外特性及内流场的影响 |
| 3.2.1 叶轮-蜗壳径向间隙对双蜗壳离心泵外特性参数的影响 |
| 3.2.2 叶轮-蜗壳径向间隙对双蜗壳离心泵流场状态的影响 |
| 3.3 叶轮-蜗壳径向间隙对压力脉动特性的影响 |
| 3.3.1 压力脉动时域分布 |
| 3.3.2 压力脉动频域分布 |
| 3.3.3 叶轮出口流动特性分布 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 不同叶轮叶片数下双蜗壳离心泵流场特性分布 |
| 4.1 叶轮叶片数的确定 |
| 4.2 不同流量下叶轮叶片数对双蜗壳离心泵外特性及内流场的影响 |
| 4.2.1 叶轮叶片数对双蜗壳离心泵外特性参数的影响 |
| 4.2.2 叶轮叶片数对不同流量工况下双蜗壳离心泵内部流场的影响 |
| 4.3 叶轮叶片数对压力脉动特性的影响 |
| 4.3.1 压力脉动时域分布 |
| 4.3.2 压力脉动频域分布 |
| 4.3.3 叶轮出口流动特性分布 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 不同叶片出口厚度下双蜗壳离心泵流场特性分布 |
| 5.1 叶片出口厚度选取方案 |
| 5.2 不同叶片出口厚度对双蜗壳离心泵外特性及内流场的影响 |
| 5.2.1 叶片出口厚度对双蜗壳离心泵外特性参数的影响 |
| 5.2.2 叶片出口厚度对不同流量工况下双蜗壳离心泵内部流场的影响 |
| 5.3 叶片出口厚度对压力脉动特性的影响 |
| 5.3.1 压力脉动时域分布 |
| 5.3.2 压力脉动频域分布 |
| 5.3.3 叶轮出口流动特性分布 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 1.研究结论 |
| 2.展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（8）基于仿生射流原理的低比转速离心泵空化控制机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 空化现象研究现状 |
| 1.2.1 空化现象的发现 |
| 1.2.2 空化发生机理 |
| 1.2.3 空化现象的利弊 |
| 1.3 泵空化现象研究现状 |
| 1.3.1 泵内空化发展过程 |
| 1.3.2 泵内空化试验研究现状 |
| 1.3.3 数值方法研究现状 |
| 1.3.4 泵空化控制研究现状 |
| 1.4 射流技术研究现状 |
| 1.5 仿生射流研究现状 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第二章 数值方法介绍 |
| 2.1 控制方程 |
| 2.1.1 质量守恒方程 |
| 2.1.2 动量守恒方程 |
| 2.2 湍流模型 |
| 2.2.1 标准k-ε湍流模型 |
| 2.2.2 标准k-ω湍流模型 |
| 2.2.3 SSTk-ω湍流模型 |
| 2.2.4 修正的SSTk-ω湍流模型 |
| 2.3 空化模型 |
| 2.4 数值算法验证 |
| 2.4.1 外特性验证 |
| 2.4.2 空化流场验证 |
| 2.5 本章总结 |
| 第三章 低比转速离心泵空化流场分析 |
| 3.1 物理模型介绍 |
| 3.2 网格布置 |
| 3.3 边界条件设置 |
| 3.4 计算结果分析 |
| 3.4.1 叶轮内空泡演变过程 |
| 3.4.2 叶片表面载荷 |
| 3.4.3 离心泵内压力脉动特性 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 仿生射流孔对离心泵内空化流动的影响 |
| 4.1 生物原型 |
| 4.2 控制方案介绍 |
| 4.3 计算结果及分析 |
| 4.3.1 仿生射流对空化特性曲线的影响 |
| 4.3.2 仿生射流对叶轮内空泡体积分数的影响 |
| 4.3.3 仿生射流对叶轮内压力分布的影响 |
| 4.3.4 仿生射流对叶轮内涡结构分布的影响 |
| 4.3.5 仿生射流对叶轮内湍动能分布的影响 |
| 4.3.6 仿生射流对离心泵内压力特性的影响 |
| 4.4 本章总结 |
| 第五章 仿生射流孔对泵性能的影响 |
| 5.1 仿生射流孔对离心泵性能的影响 |
| 5.2 仿生射流结构对叶轮内流场分布的影响 |
| 5.3 本章总结 |
| 总结与展望 |
| 研究总结 |
| 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A攻读学位期间的研究成果 |
（9）基于CFD的汽车电子水泵流场分析与结构优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 汽车电子水泵国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内研究现状 |
| 1.2.2 国外研究现状 |
| 1.3 本课题主要研究内容 |
| 2 汽车电子水泵离心泵部分的水力设计 |
| 2.1 离心泵水力设计理论 |
| 2.1.1 相似理论方法 |
| 2.1.2 速度系数计算法 |
| 2.2 离心泵结构设计 |
| 2.2.1 离心泵整体结构设计 |
| 2.2.2 离心泵叶轮的水力设计 |
| 2.2.3 离心泵压水室的设计 |
| 2.3 离心泵三维建模 |
| 2.3.1 CFturbo软件介绍 |
| 2.3.2 离心泵叶轮建模 |
| 2.3.3 离心泵蜗壳建模 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 汽车电子水泵离心泵内部流场数值模拟 |
| 3.1 计算流体力学理论基础 |
| 3.1.1 连续性方程 |
| 3.1.2 动量方程 |
| 3.1.3 能量方程 |
| 3.2 流体域网格划分 |
| 3.2.1 Pump Linx软件介绍 |
| 3.2.2 电子水泵模型前处理 |
| 3.2.3 网格无关性分析 |
| 3.3 离心泵流场数值模拟 |
| 3.3.1 选择模板 |
| 3.3.2 边界条件 |
| 3.3.3 迭代计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 汽车电子水泵离心泵部分遗传算法多目标优化 |
| 4.1 目标函数数学模型 |
| 4.1.1 确定优化目标与优化变量 |
| 4.1.2 分目标函数 |
| 4.1.3 统一目标函数 |
| 4.1.4 约束条件 |
| 4.2 遗传算法多目标优化 |
| 4.2.1 遗传算法简介 |
| 4.2.2 遗传算法工具箱的优化计算 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 汽车电子水泵离心泵部分流场分析 |
| 5.1 优化模型建模与仿真 |
| 5.2 流场分析 |
| 5.2.1 压力场分析 |
| 5.2.2 速度场分析 |
| 5.2.3 湍动能分析 |
| 5.2.4 空化分析 |
| 5.3 离心泵外特性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 叶轮和蜗壳试制与汽车电子水泵性能测试 |
| 6.1 叶轮和蜗壳试制及试验方案 |
| 6.1.1 叶轮和蜗壳试制 |
| 6.1.2 试验方案 |
| 6.2 试验条件 |
| 6.2.1 试验设备 |
| 6.2.2 试验数据采集 |
| 6.3 试验结果 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（10）离心泵叶轮几何结构对流体激励噪声影响规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题名称及来源 |
| 1.2 研究背景和意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 噪声数值研究展望 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 气动声学理论 |
| 2.1 声学基本方程 |
| 2.2 声源类型 |
| 2.3 数值计算流程 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 模型建立与数值计算方法 |
| 3.1 计算模型 |
| 3.1.1 基本设计参数 |
| 3.1.2 计算模型的建立 |
| 3.2 网格划分 |
| 3.3 数值计算方法 |
| 3.3.1 流体控制方程 |
| 3.3.2 湍流模型分类 |
| 3.3.3 湍流边界条件与求解控制 |
| 3.3.4 声学数值计算 |
| 3.4 试验验证 |
| 3.4.1 测试原理 |
| 3.4.2 试验对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 离心泵湍流压力脉动与内声场特性相关性分析 |
| 4.1 离心泵内部流动 |
| 4.1.1 不同工况下中截面流线分布 |
| 4.2 监测点设置 |
| 4.3 非定常分析 |
| 4.3.1 流场内部压力脉动分析 |
| 4.3.2 隔舌区瞬态静压分析 |
| 4.3.3 瞬态参数在隔舌的变化分析 |
| 4.4 内声场特性分析 |
| 4.4.1 内声场声压级频谱分析 |
| 4.4.2 内声场声压级云图特性分析 |
| 4.5 泵体模态分析 |
| 4.6 外声场特性分析 |
| 4.6.1 指向性场点分布 |
| 4.6.2 不同工况下外声场指向性分析 |
| 4.6.3 不同工况球场点辐射分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 离心泵叶片缝隙引流对声场特性的研究 |
| 5.1 方案设计 |
| 5.2 方案分析 |
| 5.3 内流场分析 |
| 5.3.1 优化方案中截面流线对比 |
| 5.3.2 优化方案中截面湍动能对比 |
| 5.4 优化方案瞬态分析 |
| 5.4.1 优化方案蜗壳瞬态压力分析 |
| 5.4.2 优化方案压力脉动分析 |
| 5.5 优化方案内声场对比 |
| 5.5.1 优化方案声压级频谱分析 |
| 5.5.2 优化方案声压级云图分析 |
| 5.6 优化方案外声场对比 |
| 5.6.1 优化方案指向性分析 |
| 5.6.2 优化方案面场点云图分析 |
| 5.6.3 优化方案球场点分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 叶轮前后盖板切割对离心泵噪声性能的研究 |
| 6.1 方案设计与物理建模 |
| 6.2 数值计算 |
| 6.3 叶轮盖板切割内流场分析 |
| 6.3.1 叶轮盖板切割对湍动能分布的影响 |
| 6.3.2 叶轮盖板切割对蜗壳截面速度分布的影响 |
| 6.4 叶片盖板切割对压力脉动的影响 |
| 6.4.1 蜗壳内部压力脉动变化规律 |
| 6.4.2 叶片压力脉动变化规律 |
| 6.5 叶轮盖板切割对内声场特性的影响 |
| 6.5.1 叶轮盖板切割声压级频谱分析 |
| 6.5.2 叶轮盖板切割声压级云图分析 |
| 6.6 叶轮盖板切割对外声场特性的影响 |
| 6.6.1 叶轮盖板切割辐射噪声指向性分析 |
| 6.6.2 叶轮盖板切割球场点分析 |
| 6.7 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文和成果 |
四、几种离心泵叶轮的切割和计算（论文参考文献）
- [1]叶片出口切割方式对低比转速离心泵流体诱导噪声研究[D]. 李天鹏. 兰州理工大学, 2021(01)
- [2]轴向平移叶轮前盖板改变离心泵运行工况的研究[D]. 梁允昇. 兰州理工大学, 2021(01)
- [3]离心泵进口几何形状对空化性能影响的研究[D]. 彭虎廷. 兰州理工大学, 2021(01)
- [4]大型炼厂离心泵的故障分析及结构优化[D]. 沈显东. 大连交通大学, 2020(06)
- [5]基于CFD的低比转速离心泵叶轮多目标优化设计与实验[D]. 陈尧. 浙江大学, 2020
- [6]低、中比转速叶轮切割对泵反转作透平性能影响[D]. 李瑶. 兰州理工大学, 2020(12)
- [7]叶轮出口关键参数对双蜗壳离心泵水动力特性的影响[D]. 杨藤. 兰州理工大学, 2020(12)
- [8]基于仿生射流原理的低比转速离心泵空化控制机理研究[D]. 路佳佳. 兰州理工大学, 2020(12)
- [9]基于CFD的汽车电子水泵流场分析与结构优化[D]. 王全玉. 辽宁工业大学, 2020(03)
- [10]离心泵叶轮几何结构对流体激励噪声影响规律研究[D]. 王鹏. 兰州理工大学, 2020(12)