不同葉型全開式葉輪離心泵的數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)研究_圖文

1、浙江理工大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得浙江理工大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名：泡尖山砂簽字日期：如年丐月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書刪愀本學(xué)位論文作者完全了解浙江理工大堂有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交本論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)逝婆堡王太堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索和傳播，可以

2、采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書）學(xué)位論文作者簽名：沼駐山冶簽字日期：年弓月日導(dǎo)師簽名：霞玲簽字日期：跏；年月日不同葉型全開式葉輪離心泵的數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)研究浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文不同葉型全開式葉輪離心泵的數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)研究摘要隨著科學(xué)技術(shù)以及計(jì)算流體力學(xué)的不斷進(jìn)步，離心泵的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷拓展，應(yīng)用范圍也越來越廣。而開式葉輪離心泵在一些場合也發(fā)揮著舉足輕重的作用，目前，離心泵輸送介質(zhì)也趨向多樣化，由于開式葉輪只有部分后蓋板，相對于常規(guī)葉輪來說，開式葉輪便于加工制造。并且開式葉輪與殼體之間的間隙較大，因此能夠輸送含有微細(xì)雜物、粘性的介質(zhì)。然而

3、，汽蝕現(xiàn)象作為水力機(jī)械普遍存在的問題，一直制約著水泵行業(yè)的發(fā)展，影響著泵的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性。本文采用數(shù)值模擬和試驗(yàn)相結(jié)合的方法，對具有不同葉型的全開式葉輪離心泵分別在非汽蝕和汽蝕工況下進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。主要研究內(nèi)容如下：（）采用三維實(shí)體建模軟件對離心泵的主要過流部件進(jìn)行實(shí)體建模，主要過流部件包括誘導(dǎo)輪、葉輪以及蝸殼，根據(jù)實(shí)際要求分別創(chuàng)建全開彎葉片葉輪和全開直葉片葉輪。將整機(jī)導(dǎo)入前處理軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分，然后利用軟件分別對不同葉型離心泵進(jìn)行了簡單的非汽蝕工況下的數(shù)值模擬，分析不同葉型對葉輪以及誘導(dǎo)輪內(nèi)部壓力和速度分布的影響。（）通過在汽蝕工況下對離心泵的數(shù)值計(jì)算，研究了不同葉型在同一時(shí)刻不同汽蝕余

4、量下葉輪內(nèi)部空泡相的分布以及臨界汽蝕余量下不同時(shí)刻葉輪內(nèi)部空泡相的分布。（）在同一試驗(yàn)臺上，分別對全開直葉片葉輪和全開彎葉片葉輪離心泵進(jìn)行外特性性能試驗(yàn)和汽蝕性能試驗(yàn)，通過試驗(yàn)得到不同葉型的全開式葉輪離心泵在不同工況下的性能特性曲線和設(shè)計(jì)流量點(diǎn)下的汽蝕性能曲線，并將數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)研究結(jié)果進(jìn)行對比分析。關(guān)鍵字：全開式葉輪；離心泵；低比轉(zhuǎn)速；汽蝕性能；數(shù)值模擬；試驗(yàn)研究浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文不同葉型全開式葉輪離心泵的數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)研究，：（），（）（），浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文不同葉型全開式葉輪離心泵的數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)研究，：；浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文不同葉型全開式葉輪離心泵的數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)研

5、究目錄摘要目錄一第一章緒論課題的來源及意義開式葉輪離心泵內(nèi)部流動研究現(xiàn)狀一汽蝕特性的研究現(xiàn)狀本文研究的主要內(nèi)容一第二章離心泵非汽蝕工況下的數(shù)值計(jì)算離心泵的主要幾何參數(shù)和三維模型數(shù)值計(jì)算方法網(wǎng)格劃分邊界條件數(shù)學(xué)模型計(jì)算結(jié)果分析壓力分析一速度分析離心泵性能預(yù)測本章小結(jié)第三章離心泵汽蝕工況下的數(shù)值計(jì)算汽蝕數(shù)值計(jì)算方法數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析同一時(shí)刻不同汽蝕余量下葉輪內(nèi)的空泡體積分布同一時(shí)刻不同汽蝕余量下誘導(dǎo)輪內(nèi)部空泡體積分布不同葉型葉片吸力面的空泡體積分布不同時(shí)刻葉輪內(nèi)部空泡體積分布離心泵汽蝕性能預(yù)測本章小結(jié)第四章全開式葉輪離心泵的試驗(yàn)研究試驗(yàn)內(nèi)容試驗(yàn)裝置試驗(yàn)方法外特性試驗(yàn)方法一汽蝕性能試驗(yàn)方法一試驗(yàn)結(jié)果性

6、能試驗(yàn)結(jié)果汽蝕性能試驗(yàn)結(jié)果本章小結(jié)第五章總結(jié)與展望全文總結(jié)工作展望參考文獻(xiàn)致謝攻讀碩士期間的研究成果第一章緒論課題的來源及意義隨著社會的發(fā)展和科技的進(jìn)步，離心泵在農(nóng)業(yè)工程、石油化工、航空航天、能源工程、冶金和輕工業(yè)等領(lǐng)域占據(jù)非常重要的地位【¨。其中低比轉(zhuǎn)速離心泵由于其高揚(yáng)程，小流量的特點(diǎn)，其用途也越來越廣泛。葉輪是離心泵中最關(guān)鍵的部件，其結(jié)構(gòu)形式主要有閉式、半開式和全開式三種。開式葉輪低比轉(zhuǎn)速離心泵在現(xiàn)在工業(yè)中也具有廣泛的應(yīng)用，由于開式葉輪離心泵在工作時(shí)，葉輪與蓋板之間存在一定的間隙，從而避免了葉輪與離心泵之間的碰撞和摩擦。由于葉輪與蓋板之間存在一定的間隙，因此開式葉輪離心泵主要用在

7、輸送含有固體顆粒的場合或者介質(zhì)的粘度較大的場合。隨著離心泵輸送介質(zhì)的多樣化，特別是離心泵在輸送氣化介質(zhì)和氣體低溫液化輸送等應(yīng)用領(lǐng)域，這些都對離心泵的汽蝕性能、工作穩(wěn)定性提出了更高的要求。隨著計(jì)算流體力學(xué)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，數(shù)值模擬的計(jì)算方法在科學(xué)研究中的應(yīng)用越來越廣泛，并且也取得了一定的成果。尤其是水利機(jī)械的研究過程中，數(shù)值模擬起到了重要的作用。通過對研究對象進(jìn)行數(shù)值計(jì)算和試驗(yàn)研究，然后通過數(shù)值模擬分析內(nèi)部流體的二次流動、邊界層等復(fù)雜的三維粘性流動。國內(nèi)外學(xué)者對離心泵內(nèi)部流動機(jī)理進(jìn)行了一定程度的研究，但是對全開式葉輪離心泵由葉型引起的內(nèi)部流動的不同的研究卻較少。本文將全開式輻射型以及全開式圓弧

8、型葉輪低比轉(zhuǎn)速離心泵作為研究對象，通過對模型泵在非汽蝕工況和汽蝕工況下的數(shù)值計(jì)算，分析不同葉型的全開式葉輪離心泵內(nèi)部壓力與速度的分布，汽蝕現(xiàn)象在葉輪內(nèi)部的發(fā)展，在相同工況下采用不同葉片形式的葉輪對離心泵內(nèi)部氣泡相分布的影響；以及同一時(shí)刻不同汽蝕余量下兩種葉型葉輪內(nèi)部的空泡體積分?jǐn)?shù)分布情況。此外，我們還對具有不同葉型的模型泵進(jìn)行了外特性和汽蝕性能的試驗(yàn)研究，將試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比分析。在研究的過程中，通過理論與工程實(shí)際相結(jié)合，為提高離心泵汽蝕性能、水力效率、降低能耗提供一定的理論依據(jù)。本課題來源于國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（：）：不同葉片形狀的開式葉輪離心泵內(nèi)部流動特性研究。浙江理工大學(xué)碩士

9、學(xué)位論文不同葉型全開式葉輪離心泵的數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)研究開式葉輪離心泵內(nèi)部流動研究現(xiàn)狀開式葉輪除了在航空航天燃料泵等領(lǐng)域得到運(yùn)用外，在石油工業(yè)、建筑消防等領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。由于只有后蓋板，相對于常規(guī)葉輪來說，開式葉輪便于加工制造。并且開式葉輪與殼體之間的間隙較大，因此能夠輸送含有微細(xì)雜物、粘性的介質(zhì)，性能曲線比較“平坦”運(yùn)行平穩(wěn)可靠。圖為開式葉輪離心泵的性能曲線。圖開式葉輪離心泵性能曲線由于開式葉輪離心泵具有以上的這些優(yōu)勢，因此，它在日常生活和國民生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛。近年來，隨著國內(nèi)外石化工業(yè)和航天技術(shù)的不斷發(fā)展，各行業(yè)對開式葉輪離心泵的需求也越來越急切，可見，開式葉輪離心泵在國內(nèi)也占據(jù)

10、著巨大的市場份額，并且有著重大的發(fā)展前景。開式葉輪離心泵主要用作航空航天領(lǐng)域的燃料泵，另外還從國外大量引進(jìn)了開式葉輪離心泵。在國內(nèi)外一些學(xué)者對離心泵也進(jìn)行過一定的研究，但是針對開式葉輪低比轉(zhuǎn)速離心泵的研究相對較少，并且還未能形成一定成熟程度的技術(shù)理論基礎(chǔ)。針對離心泵的研究主要包括數(shù)值模擬、理論分析以及試驗(yàn)研究三種方法。目前，在試驗(yàn)研究方面，國內(nèi)外許多學(xué)者也已經(jīng)進(jìn)行了一定程度的研究。在國內(nèi)，關(guān)醒凡系統(tǒng)介紹了不同類型泵的各種性能參數(shù)的測量方法、不同試驗(yàn)裝置系統(tǒng)以及試驗(yàn)結(jié)果的獲取和處理等方面的內(nèi)容【】；袁壽其通過正交試驗(yàn)研究了主要幾何參數(shù)對離心泵最大軸功率及其流量點(diǎn)的影響，并且在文中也推導(dǎo)了離心泵最

11、大軸功率值及其流量點(diǎn)的計(jì)算公式。結(jié)果表明，軸功率并非隨流量的增大一直呈現(xiàn)增大趨勢的，軸功率也存在最大值，并且這個(gè)結(jié)論與理論分析也是相符的，這就為設(shè)計(jì)出具有優(yōu)良軸功率性能的低比轉(zhuǎn)速離心泵提供了一定的基礎(chǔ)。此外，合理的幾何參數(shù)的選擇是達(dá)到泵設(shè)計(jì)指標(biāo)效率直的前提和保證【】。朱祖超為了浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文不同葉型全開式葉輪離心泵的數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)研究探討葉輪的結(jié)構(gòu)及參數(shù)對泵性能的影響，通過試驗(yàn)研究了一高速開式離心泵。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，泵的揚(yáng)程系數(shù)較高，且當(dāng)試驗(yàn)的工況一定時(shí)，蝸殼喉部的面積是決定泵工作范圍的主要因素【。孫蓀等人采用技術(shù)對半開式葉輪離心泵在三種工況（即小流量點(diǎn)、設(shè)計(jì)流量點(diǎn)和大流量點(diǎn)）下進(jìn)行了內(nèi)部

12、流動的測量與分析。試驗(yàn)選擇了不同位置的觀測點(diǎn)進(jìn)行了測量。此外，文中介紹了試驗(yàn)測量的裝置和測量方法，測量結(jié)果表明，測量技術(shù)能夠獲得這個(gè)葉輪內(nèi)部的流速分布情況，揭示了半開式葉輪離心泵的內(nèi)部流動特性，由于受蝸殼的影響葉輪內(nèi)部的流動呈現(xiàn)一定的非對稱性。李光智等通過試驗(yàn)的方法研究了離心泵內(nèi)部損失對效率的影響。結(jié)果表明，水力損失和容積損失對開式葉輪離心泵效率的影響較大，這與半開式葉輪只有后蓋板的結(jié)構(gòu)有一定的關(guān)系刖。操松林等對開式葉片泵進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，對泵體與葉輪之間的間隙對泵性能的影響進(jìn)行了分析。研究對比研究發(fā)現(xiàn)，半開式離心泵和混流泵的間隙在時(shí)泵的性能最好，而對于軸流泵來說，間隙在的范圍之間時(shí)泵的性能可以

13、達(dá)到最優(yōu)【】。裴毅等實(shí)驗(yàn)研究了泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程中轉(zhuǎn)速的變化對性能的影響，實(shí)驗(yàn)對開式和閉式的實(shí)驗(yàn)回路分別進(jìn)行了研究，并結(jié)合實(shí)際的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和模擬的計(jì)算結(jié)果對轉(zhuǎn)速對功率的影響進(jìn)行了詳細(xì)的分析。實(shí)驗(yàn)得出，在開式系統(tǒng)中泵的效率受靜壓的影響較大，同時(shí)還得出閉式系統(tǒng)的效率是開式系統(tǒng)效率，開式系統(tǒng)的性能較優(yōu)】陳茂慶等通過理論研究給出了開式泵的水力設(shè)計(jì)公式，然后通過試驗(yàn)的方法對其水力設(shè)計(jì)公式進(jìn)行了驗(yàn)證；此外，還對閉式葉輪離心泵和半開式葉輪離心泵分別進(jìn)行了試驗(yàn)研究，通過對兩種葉輪離心泵性能試驗(yàn)以及葉片端面和承磨板間隙的試驗(yàn)研究，結(jié)果表明，閉式葉輪離心泵的性能優(yōu)于開式葉輪離心泵，葉片端面和承磨板間隙對離心泵的性能產(chǎn)生一定

14、的影響，在一定流量下，揚(yáng)程和效率隨間隙值的增大而降低【¨】。孫德明等主要運(yùn)用加大流量設(shè)計(jì)法對切線泵進(jìn)行了研究，文中主要介紹了加大流量設(shè)計(jì)法的設(shè)計(jì)原理并通過實(shí)例驗(yàn)證了，通過此方法可以提高離心泵的效率，為了驗(yàn)證此方法的可行性，文中選取了一系列泵做了相應(yīng)的驗(yàn)證，通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)加大流量設(shè)計(jì)法對小流量工況的效果比較明顯，這對提高低比轉(zhuǎn)速離心泵效率提供了一定的參剖】。張德勝等對低比轉(zhuǎn)速離泵進(jìn)行了種不同設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)，并對設(shè)計(jì)的泵的靜壓、速度、湍流度等內(nèi)部流動特性進(jìn)行了模擬分析。通過實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行對比結(jié)果表明，第四種設(shè)計(jì)方案下設(shè)計(jì)的泵性能最優(yōu)【。近年來，隨著計(jì)算機(jī)性能的提高和計(jì)算流體力學(xué)（快速發(fā)展，）

15、技術(shù)己成為研究各種流動問題的強(qiáng)有力的工具，通過技術(shù)對離心泵葉輪內(nèi)部流場分析研究，對葉輪等過流部件進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化，己成為現(xiàn)代水泵技術(shù)的重要?dú)庹憬砉ご髮W(xué)碩士學(xué)位論文手段之一。不同葉型全開式葉輪離心泵的數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)研究崔寶玲等采用軟件對一臺具有誘導(dǎo)輪的開式葉輪離心泵進(jìn)行了研究，數(shù)值計(jì)算采用控制方程和一占湍流模型，主要對葉輪、誘導(dǎo)輪以及蝸殼內(nèi)部的壓力分布以及內(nèi)部流動情況進(jìn)行了分析研究，結(jié)果表明，蝸舌區(qū)域的流動為不均勻流動，并且葉輪內(nèi)部的流動也存在不均勻性和二次流現(xiàn)象。因此，認(rèn)為離心泵效率低與葉輪和蝸殼內(nèi)部流動的不均勻性有關(guān)。此外，作者將數(shù)值計(jì)算預(yù)測的外特性與試驗(yàn)所得的外特性曲線進(jìn)行了對比，從而驗(yàn)證

16、了數(shù)值計(jì)算的可靠性和準(zhǔn)確型】。徐朝暉，吳玉林等為了研究帶誘導(dǎo)輪離心泵中流體對誘導(dǎo)輪葉片的作用，文中利用數(shù)值模擬的方法對某一高速泵進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明，在誘導(dǎo)輪內(nèi)部存在壓力脈動，且部分流體產(chǎn)生的壓力脈動對葉片產(chǎn)生諧振，從而引發(fā)誘導(dǎo)輪產(chǎn)生裂紋。因此若使誘導(dǎo)輪能夠長時(shí)間平穩(wěn)運(yùn)行，則誘導(dǎo)輪應(yīng)該在這個(gè)諧振區(qū)域范圍之外運(yùn)轉(zhuǎn)【”】。張劍慈等采用方程和湍流模型對開式直葉片的葉輪流場進(jìn)行數(shù)值模擬，并通過實(shí)驗(yàn)對模擬的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn)，數(shù)值模擬的精確度較高，并且總結(jié)了泵的性能受內(nèi)部流場影響的變化規(guī)律，為泵性能的提高和優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了很好的基礎(chǔ)，此外還運(yùn)用多塊網(wǎng)格技術(shù)對開式的輻射形和弧形葉輪進(jìn)行了數(shù)值

17、模擬和實(shí)驗(yàn)研究。通過兩者對比發(fā)現(xiàn)，數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果比較吻合，對不同葉形的葉輪流場的研究提供了良好的參考剛。在國外，一些學(xué)者也對開式葉輪離心泵通過不同的方法進(jìn)行了研究。為了研究不同形式葉輪的離心泵的性能，采用閉式葉輪與開式葉輪分別對其性能進(jìn)行了分析和研究，研究結(jié)果表明，在小流量點(diǎn)處，開式葉輪的性能要高于閉式葉輪，與開式葉輪相比，閉式葉輪穩(wěn)定運(yùn)行的工況范圍較小【】。等分別對開式葉輪與閉式葉輪流道內(nèi)部的流動情況進(jìn)行了測量，研究結(jié)果表明，葉輪內(nèi)部存在二次流動，在葉輪進(jìn)口處有旋渦產(chǎn)生，且在前蓋板和后蓋板處分別發(fā)展成為兩個(gè)渦流。為了研究半開式后彎葉輪離心泵的內(nèi)部流動情況，采用激光測量系統(tǒng)對一離心泵進(jìn)

18、行了測量【。此外，與利用對半開式葉輪離心泵進(jìn)行了測量，通過測量葉輪內(nèi)部的速度流動情況，對“射流”結(jié)構(gòu)進(jìn)行了理論分析研究，同時(shí)也與葉輪徑向速度進(jìn)行了對比【】。等在不同問隙下對四種不同葉型的半開式葉輪進(jìn)行了試驗(yàn)研究，通過試驗(yàn)研究了葉輪與蓋板間的間隙對泵的揚(yáng)程、效率以及汽蝕性能所產(chǎn)生的影響【?！?，等為了研究離心泵內(nèi)部的流動狀態(tài)，選取了開式葉輪和常規(guī)葉輪低比轉(zhuǎn)速離心泵作為研究對象，采用激光多普勒測速儀對其進(jìn)行了測量分析，試驗(yàn)測量了葉輪內(nèi)部的速度分布情況以及射流尾跡結(jié)構(gòu)等，為進(jìn)一步研究以及數(shù)值預(yù)測提供了一定的參考依據(jù)。汽蝕特性的研究現(xiàn)狀汽蝕現(xiàn)象普遍存在于水泵、水輪機(jī)以及螺旋槳等各種水利機(jī)械中，隨著機(jī)械逐

19、漸向高速的方向發(fā)展，汽蝕越來越成為水利機(jī)械中至關(guān)重要的研究熱點(diǎn)。國內(nèi)外學(xué)者針對汽蝕的初生、發(fā)展以及潰滅進(jìn)行了一些研究，同時(shí)對汽蝕的產(chǎn)生機(jī)理也進(jìn)行了大量的研究。其中由提出的“氣核理論”認(rèn)為液體中一直存在著一些微小的氣泡（即核子），這些微小的核子會隨著液體中壓強(qiáng)的降低而逐漸膨脹，形成氣泡，從而導(dǎo)致汽蝕的產(chǎn)生。此外，許多專家對于該理論也提出了各種不同的設(shè)想【川。等人提出不能溶解的氣核可存在于非親水性的固體縫隙中，在此情況下，其表面的張力起了減小壓力的作用，因此氣體并非被迫溶解，而仍然可能保持氣相【。高秋生針對“氣核理論”作了進(jìn)一步深入的探討，得出在平面完全平衡的狀態(tài)下，液體內(nèi)部是不穩(wěn)定的，不可能穩(wěn)定

20、的存在純蒸汽泡，氣核只能在憎水性裂隙中穩(wěn)定存在。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展、測量儀器和測量手段的提高，激光散射法超聲波澍以及水動力學(xué)法】等測量方法均證實(shí)了氣核的存在。潘中永等根據(jù)汽蝕余量的計(jì)算公式分析了影響泵汽蝕特性的因素【。易運(yùn)池對某一種微型泵汽蝕的機(jī)理進(jìn)行了試驗(yàn)研究，在研究過程中開展了汽蝕兩相流的理論研究，同時(shí)也對微型泵進(jìn)行了三維非定常汽蝕性能的計(jì)算，建立了微型泵汽蝕性能的預(yù)測模型【引。倪永燕等對一低比轉(zhuǎn)速離心泵進(jìn)行了試驗(yàn)研究，主要對離心泵的出口壓力波動特性和汽蝕性能進(jìn)行了分析研究，通過分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)中離心泵的裝置汽蝕余量和出口壓力波動之間的關(guān)系可知，汽蝕是否存在于離心泵的出口壓力波動特性有明

21、顯的對應(yīng)關(guān)系。劉宜等人采用對離心泵在汽蝕工況下對其內(nèi)部的流動情況進(jìn)行了非定常數(shù)值計(jì)算，結(jié)果表明，在非定常情況下，離心泵葉輪各個(gè)葉片上氣泡相分布于實(shí)際觀察到的結(jié)果是一致的；此外也發(fā)現(xiàn)，當(dāng)離心泵內(nèi)部有較少氣泡產(chǎn)生時(shí)，外特性變化不大，隨著氣泡的不斷增多，氣泡就會堵塞流道，破壞流體的連續(xù)性，對泵的性能產(chǎn)生一定的影響。因此，離心泵性能的下降與葉輪內(nèi)部發(fā)生汽蝕的區(qū)域不斷增大有較大關(guān)系，同時(shí)也影響到離心泵的平穩(wěn)運(yùn)行。這一結(jié)果與理論基本吻合，說明數(shù)值計(jì)算是可靠的，能夠在一定程度上反應(yīng)離心泵內(nèi)部的真實(shí)流動狀態(tài)，并且為改善離心泵汽蝕性能提供一定的參考依據(jù)【】【。劉德民等為了研究誘導(dǎo)輪對離心泵汽蝕性能的影響，對帶誘

22、導(dǎo)輪的離心泵進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。通過對同一離心泵分別安裝一級、兩級和三級別誘導(dǎo)輪來進(jìn)行對比分析。文中分別分析研究了離心泵產(chǎn)生汽蝕的原因、誘導(dǎo)輪的特點(diǎn)以及誘導(dǎo)輪與離心泵的配合作用對汽蝕性能的影響。研究結(jié)果表明，葉輪前端添加誘導(dǎo)輪是提高離心泵汽蝕性能可靠有效的方法。此外，針對文中的模型泵，葉輪前端安裝兩級誘導(dǎo)輪時(shí)汽蝕性能較好，且能夠較大程度的增加離心泵的揚(yáng)程”。付強(qiáng)等利用一占湍流模型模擬分析離心泵的汽蝕以及汽蝕與震動之間的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)工況下的汽蝕引起的震動是最小的，當(dāng)外界條件固定時(shí)，汽蝕的發(fā)生區(qū)域及氣泡大小也是固定的，外界條件改變會引起汽蝕區(qū)域大小及持續(xù)時(shí)間的改變從而影響離心泵的性能。在大流量工況下，

23、汽蝕主要發(fā)生在葉輪出口處：在小流量工況下，主要發(fā)生在葉輪進(jìn)口處。汽蝕現(xiàn)象越嚴(yán)重，則震動也就越明顯，葉輪出口處是汽蝕經(jīng)常發(fā)生的區(qū)域，同樣也是震動經(jīng)常發(fā)生的區(qū)域。因此，我們必須正確合理的設(shè)計(jì)進(jìn)處的幾何形狀。王勇等本文通過建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系，分析了三種不同轉(zhuǎn)速下的離心泵在設(shè)計(jì)流量下的幾何參數(shù)和凈正吸入壓頭之間的關(guān)系，以此來預(yù)測離心泵的汽蝕性能，同時(shí)也是用了標(biāo)準(zhǔn)的一占湍流模型，混合多相流模型和算法計(jì)算進(jìn)口速度和出口壓力之間的關(guān)系來預(yù)測汽蝕性能。結(jié)果表明利用數(shù)值模擬和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)得到的預(yù)測值非常接近真實(shí)值，但是兩種方法也都有自身的局限性。數(shù)值模擬需要大量時(shí)間建模和計(jì)算才可以得到離心泵中汽蝕的特性；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

24、需要進(jìn)行繁瑣的仿真訓(xùn)練，才可以提高預(yù)測精度和簡歷進(jìn)出口參數(shù)變量關(guān)系。因此，要得到精確的預(yù)測結(jié)果，需要適當(dāng)?shù)倪x用這兩種方法【】。葉曉琰等為了改善離心泵汽蝕性能，采用技術(shù)對汽蝕工況下離心泵內(nèi)部流場進(jìn)行數(shù)值模擬并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比分析，結(jié)果表明技術(shù)能夠較準(zhǔn)確預(yù)測離心泵汽蝕性能。江蘇大學(xué)朱榮生【】捫、黃道見采用兩相流混合模型對葉輪內(nèi)部汽蝕流場進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，通過計(jì)算得到了葉輪內(nèi)部氣泡相的分布情況以及汽蝕發(fā)生過程中葉片上的壓力分布情況，根據(jù)計(jì)算結(jié)果中氣液兩相的流動特性揭示了葉輪內(nèi)部兩相流的流動機(jī)理。羅先武，劉樹紅等針對二維葉片，傾斜葉片兩種不同葉片形式的開式葉輪微型泵進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，并且進(jìn)行了汽蝕性能實(shí)

25、驗(yàn)。數(shù)值計(jì)算采用了標(biāo)準(zhǔn)湍流模型和多相流模型。計(jì)算結(jié)果表明，離心泵的汽蝕性能隨著葉尖軸向間隙的增大而下降；對半開式葉輪，采用傾斜葉片的葉輪可以提高微型泵水力性能和汽蝕性能。研究顯示，葉輪進(jìn)口流動均勻是汽蝕眥厶匕：得到改善的重要原因【。汽蝕現(xiàn)象普遍存在于水力機(jī)械中，汽蝕會對水力機(jī)械零部件造成一定的腐蝕破壞，嚴(yán)重時(shí)還影響機(jī)械的正常運(yùn)行。對于離心泵而言，汽蝕依然是其面臨的一個(gè)難題。因此，對汽蝕產(chǎn)生的整個(gè)過程以及汽蝕對流場產(chǎn)生的影響的研究具有重要現(xiàn)實(shí)意義。，等對汽蝕現(xiàn)象作了較為完整的研究【、和】分別針對旋渦汽蝕產(chǎn)生的震動、噪音等問題作了專門研究，闡述和分析了一般水力機(jī)械中浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文不同葉型

26、全開式葉輪離心泵的數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)研究的汽蝕形式和水力特性。等為了研究汽蝕對泵體振動的影響，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法對由汽蝕引起的振動進(jìn)行了分析【。等通過測量離心泵的振動，壓力和噪音，研究分析氣蝕開始和充分發(fā)展兩個(gè)階段的現(xiàn)象。并且使用透明的模型和有顏色的水觀察到了氣蝕。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)泵徑向方向上比軸向方向上具有更高的振幅，這可能是由于軸向方向上的剛度較低；此外氣蝕現(xiàn)象可能會激發(fā)葉輪葉片高頻結(jié)構(gòu)的共振頻率，而較大的空間則可以減少葉輪葉片振動的振幅。山本隆羲等為了確保泵在安全穩(wěn)定的狀態(tài)下正常運(yùn)行，采用加速度傳感器來采集泵運(yùn)行時(shí)的數(shù)字振動信號，通過這些信息可以分析當(dāng)前泵的汽蝕強(qiáng)度。然后，通過進(jìn)一步的分析和研究可以得到

27、泵的過流部件在不同部位所受到汽蝕的破壞程度。從而判斷泵是否能在當(dāng)前的狀態(tài)下安全平穩(wěn)的運(yùn)行【】。此外，法國的通過速度傳感器采集得到的泵在汽蝕狀況下運(yùn)行時(shí)的振動信號，然后，根據(jù)得到的信號對離心泵的振動特性診斷以分析泵的故障起因并為維護(hù)工程師提供維修最佳方案就【¨。采用實(shí)驗(yàn)的方法針對利用可聽得到的噪聲和振動信號對離心泵汽蝕現(xiàn)象的各種檢測方法進(jìn)行了不確定性的估計(jì)，尤其是對在較大的頻率范圍和離散頻率下的汽蝕檢測的不確定性進(jìn)行了分析【。在實(shí)驗(yàn)過程中利用汽蝕產(chǎn)生的噪聲，采用噪聲譜結(jié)構(gòu)來測量汽蝕的初生以及發(fā)展過程，從而阻止汽蝕的進(jìn)一步發(fā)展。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，離散頻率在時(shí)的噪聲主要是由汽蝕引起的。因此，可

28、以利用時(shí)的頻率來確定泵的汽蝕余量以及控制泵的運(yùn)行【】。為了研究汽蝕性能的預(yù)防和保護(hù)，作者對一離心泵在汽蝕工況下進(jìn)行了研究。通過分析離心泵發(fā)出的聲音，發(fā)現(xiàn)頻率為的音頻汽蝕產(chǎn)生的過程有很大關(guān)系。單獨(dú)對此頻率的聲音信息進(jìn)行深入的分析研究之后發(fā)現(xiàn)，離心泵汽蝕產(chǎn)生的初期以及汽蝕的強(qiáng)度都可以通過這些聲音信息來進(jìn)行判斷和檢測，此外，該方法還可以用于必須汽蝕余量和臨界汽蝕余量值的確定。通過此種方法來實(shí)現(xiàn)離心泵汽蝕的保護(hù)”。等對一臺液體火箭發(fā)動機(jī)泵進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過頻譜分析獲得泵內(nèi)部流動產(chǎn)生的聲音、振動、壓力等信號數(shù)據(jù)，試驗(yàn)說明了，通過頻譜分析汽蝕在不同階段所產(chǎn)生的不同信號特征可以很好的研究泵內(nèi)的汽蝕狀況【】。通過

29、實(shí)驗(yàn)對離心泵汽蝕的發(fā)生進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)表明，離心泵抗磨環(huán)和密封環(huán)處的縫隙與離心泵的有效氣蝕余量有關(guān)。短期內(nèi)的高速流體會對密封環(huán)產(chǎn)生破壞，同時(shí)會伴隨著嚴(yán)重的汽蝕發(fā)生。等使用壓力傳感器，對離心泵的汽蝕現(xiàn)象進(jìn)行了分析。通過實(shí)驗(yàn)獲得了離心泵的動態(tài)壓力脈動與氣蝕余量的關(guān)系，結(jié)果表明當(dāng)汽蝕余量顯著下降時(shí)，離心泵的動態(tài)壓力脈動會顯著增加。同時(shí)壓力傳感器具有高度的敏感可以用來檢測水力現(xiàn)象中的汽蝕等不穩(wěn)定現(xiàn)象【】。分析了導(dǎo)致汽蝕的各種原因，提出通過減小葉輪汽蝕余量、增大泵尺寸、加誘導(dǎo)輪等方法來減小泵汽蝕余量，同時(shí)可通過增大裝置汽蝕余量以及選擇合適的泵部件材料這三種方法來提高泵的汽蝕性能【引。指出離心泵內(nèi)流體中溶

30、解的空氣、回流、進(jìn)口流動不穩(wěn)定以及輸入過多的空氣均會導(dǎo)致流體中形成氣泡，進(jìn)而在一定條件下產(chǎn)生汽蝕。并指出通過適當(dāng)降低輸送流體的溫度、降低離心泵運(yùn)行轉(zhuǎn)速等方法可以提高泵的抗汽蝕性能，并且可以通過判斷泵工作產(chǎn)生的噪音以及運(yùn)行功耗的增大來判斷汽蝕的發(fā)生【。等指出誘導(dǎo)輪能有效改善離心泵的汽蝕性能，并通過傳感器測量不同工況下誘導(dǎo)輪進(jìn)出口在發(fā)生汽蝕時(shí)的壓力波動來研究誘導(dǎo)輪內(nèi)的汽蝕形式。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)增大流量系數(shù)會導(dǎo)致誘導(dǎo)輪出口部分更容易產(chǎn)生汽蝕【剛。等人發(fā)展了完整的汽蝕模型和混合流體兩相流模型。在模型的建立過程中，考慮到了汽蝕流動中可能含有不凝結(jié)的氣體，同時(shí)也考慮到了汽蝕流動過程中的相變以及湍流壓力脈動等的影響

31、【¨。等人在汽蝕發(fā)達(dá)的情況下，采用多相流模型對離心泵內(nèi)部的流動狀態(tài)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，通過數(shù)值模擬對離心泵的性能進(jìn)行了分析研究。和對兩個(gè)相似的低比轉(zhuǎn)速離心泵葉輪進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)表明在不同的部分載荷運(yùn)行點(diǎn)，這兩個(gè)葉輪都發(fā)生了汽蝕，使得揚(yáng)程曲線的落差與其他正常的運(yùn)行點(diǎn)比起來變得緩慢。此外，通過高速攝像儀說明了有汽蝕引起的葉輪內(nèi)部不穩(wěn)定性主要是由空泡尾端區(qū)域和后一葉片的相互作用引起的【。等通過實(shí)驗(yàn)的方法分析瞬間汽蝕現(xiàn)象對泵啟動階段時(shí)的影響。結(jié)果表明，在瞬態(tài)汽蝕狀況下會產(chǎn)生各種不同的非定常特性【刪。等人對離心泵汽蝕工況下隔舌區(qū)域進(jìn)行了非定常研究，同時(shí)通過攝像機(jī)記錄下發(fā)生汽蝕的位置和汽蝕損傷的

32、程度。結(jié)果表明，周期性的汽蝕結(jié)構(gòu)發(fā)生在每一個(gè)葉輪流道內(nèi)，并且認(rèn)為揚(yáng)程下降的可能是由蝸殼隔舌部分的汽蝕引起的，高壓區(qū)汽蝕的不穩(wěn)定性對固體表面造成腐蝕【川。等人通過數(shù)值模擬分析得到揚(yáng)程落差與葉輪提供的轉(zhuǎn)矩減小有關(guān)，同時(shí)也分析了局部流動情況和汽蝕損傷的變化情況，通過分析可知數(shù)值模擬能夠?yàn)槿~輪機(jī)械的設(shè)計(jì)提供有用的信息，對于汽蝕工況下非定常的研究正在進(jìn)行中【引。在汽蝕工況下分別對某一離心泵進(jìn)行了定常和非定常汽蝕性能的研究，采用兩相模型對其進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，然后將計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比分析，結(jié)果表明數(shù)值計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本保持一致，從而驗(yàn)證了數(shù)值計(jì)算的可靠性。綜上所述，國內(nèi)外眾多學(xué)者對于離心泵已經(jīng)進(jìn)行了

33、一定的研究，且主要是通過試驗(yàn)的的研究方法，或數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)相結(jié)合的研究方法對離心泵的內(nèi)部流動情況進(jìn)行分析研究。盡管在對離心泵的研究方面已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但是針對低比轉(zhuǎn)速離心泵的研究卻較少，尤其是對全開式葉輪離心泵的相關(guān)研究很少。因次，本文對全開式葉輪低比轉(zhuǎn)速離心泵的研究具有一定的意義。本文研究的主要內(nèi)容本文采用軟件和分別對直葉片全開式葉輪離心泵和彎葉片全開式葉輪離心泵在非汽蝕工況下進(jìn)行數(shù)值計(jì)算和汽蝕數(shù)值模擬，針對不同葉型在不同流量點(diǎn)處葉輪內(nèi)部的流場流動狀態(tài)以及同一流量點(diǎn)處葉輪內(nèi)部汽蝕特性分別進(jìn)行了分析，揭示了不同葉型對葉輪內(nèi)部流動情況、內(nèi)部空泡的體積分?jǐn)?shù)分布以及汽蝕性能的影響，并對其進(jìn)行了

34、外特性試驗(yàn)以及汽蝕性能試驗(yàn)。本文工作主要內(nèi)容如下：（）運(yùn)用建模軟件對兩種不同葉型的全開葉輪離心泵的不同計(jì)算區(qū)域進(jìn)行實(shí)體建模，其中主要包括誘導(dǎo)輪部分、葉輪部分以及蝸殼部分。進(jìn)行整機(jī)裝配后，利用前處理軟件對計(jì)算模型進(jìn)行網(wǎng)格的劃分，然后在非汽蝕工況下進(jìn)行數(shù)值計(jì)算并對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比分析。（）為了研究葉型對離心泵汽蝕性能的影響，本文分別對兩種不同葉型的全開式葉輪離心泵在汽蝕工況下進(jìn)行了數(shù)值模擬。根據(jù)計(jì)算結(jié)果分析同一時(shí)刻不同葉型葉輪內(nèi)部的空泡體積分?jǐn)?shù)分布和同一汽蝕余量不同時(shí)刻下不同葉型的空泡體積分?jǐn)?shù)分布，從而得出葉型的變化對離心泵汽蝕性能的影響。（）本文對直葉片全開式葉輪離心泵和彎葉片全開式葉輪離心泵在

35、同一試驗(yàn)臺上分別進(jìn)行了外特性試驗(yàn)研究和汽蝕性能試驗(yàn)研究。通過試驗(yàn)，可得到不同流量點(diǎn)的揚(yáng)程、效率等曲線以及汽蝕性能曲線。然后，將數(shù)值計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比分析，總結(jié)葉型對離心泵內(nèi)部壓力、速度分布以及流動流動細(xì)節(jié)的影響，此外，還通過汽蝕工況下的數(shù)值計(jì)算，結(jié)合試驗(yàn)分析了葉型對葉輪內(nèi)部汽蝕性能的影響。為提高離心泵的效率，改善離心泵的抗汽蝕性能，降低噪聲和振動，提高運(yùn)行的平穩(wěn)性提供一定的參考。浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文不同葉型全開式葉輪離心泵的數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)研究第二章離心泵非汽蝕工況下的數(shù)值計(jì)算由于低比轉(zhuǎn)速離心泵體積小且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，旋轉(zhuǎn)的葉輪與蝸殼之間產(chǎn)生動靜部件之間的相互干涉作用，因此，離心泵內(nèi)部的流

36、動是一個(gè)極其復(fù)雜的三維粘性的非定常流動。本文采用公司提供的軟件對兩種具有不同葉型的全開式葉輪低比轉(zhuǎn)速離心泵在非汽蝕工況下進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，分析了不同葉型葉輪離心泵在不同工況下內(nèi)部的壓力、速度分布情況。本章主要介紹模型離心泵的三維幾何建模、模型的前處理、邊界條件的設(shè)定、數(shù)值模擬的計(jì)算方法介紹以及計(jì)算結(jié)果的后處理分析。離心泵的主要幾何參數(shù)和三維模型本文的主要研究對象是直葉片全開葉輪離心泵和彎葉片全開葉輪離心泵。模型泵的設(shè)計(jì)參數(shù)為流量，揚(yáng)程，轉(zhuǎn)速，比轉(zhuǎn)速，屬于低比轉(zhuǎn)速離心泵。該離心泵的主要過流部件包括誘導(dǎo)輪、葉輪和蝸殼，這里采用三葉片的變螺距誘導(dǎo)輪，其軸向長度為，如圖所示。模型泵主要的幾何參數(shù)見表。表

37、半開葉輪主要幾何參數(shù)其中：一葉輪進(jìn)口寬度；一葉輪的出口寬度，局一葉輪進(jìn)安裝角；盧卜葉輪的出安裝角，一葉輪進(jìn)口直徑；一葉輪的出口直徑；卜葉片數(shù)圖三葉片變螺距誘導(dǎo)輪浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文不同葉型全開式葉輪離心泵的數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)研究本文所采用的為環(huán)形蝸殼，即蝸殼斷面形狀為圓形。如圖為蝸殼的三維模型圖，低比轉(zhuǎn)速離心泵采用環(huán)形蝸殼時(shí)，水力性能得到提高，并且其設(shè)計(jì)比較簡單，易于進(jìn)行加工制造，所以被廣泛采用。圖蝸殼三維圖開式葉輪只有葉片及葉片加強(qiáng)筋，無前后蓋板，結(jié)構(gòu)緊湊，無振動，運(yùn)行平穩(wěn)可靠。適用于輸送工藝流程中含有懸浮固體的介質(zhì)。本文所研究的這兩種不同葉型的開式葉輪均有個(gè)葉片，一個(gè)為全開直葉片葉輪，一個(gè)

38、為全開后彎葉輪，如圖所示。其中兩個(gè)葉輪離心泵的葉頂間隙均為。渤一型（）直葉片全開式葉輪兮卜一（）彎葉片全開式葉輪（）葉項(xiàng)間隙示意圖圖兩種不同葉型全開葉輪結(jié)構(gòu)及葉頂間隙示意圖本文選用三維造型軟件對各個(gè)過流部件進(jìn)行實(shí)體造型，主要過流部件包括誘導(dǎo)輪、葉輪和蝸殼。如圖為各個(gè)過流部件的整機(jī)三維裝配圖。浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文不同葉型全開式葉輪離心泵的數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)研究（）彎葉片離心泵圖整機(jī)三維裝配圖（）直葉片離心泵數(shù)值計(jì)算方法網(wǎng)格劃分將在三維建模軟件中建立的整機(jī)模型以格式輸出，在中進(jìn)行網(wǎng)格劃分。對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模型而言，很難完全進(jìn)行結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的劃分，一般采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格與非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的混合網(wǎng)格來進(jìn)行網(wǎng)格劃分

39、，采用這種方法劃分網(wǎng)格比較容易成功，并且質(zhì)量也相對較高。對于結(jié)構(gòu)簡單的規(guī)則結(jié)構(gòu)則可采用六面體網(wǎng)格進(jìn)行網(wǎng)格劃分。文中由于進(jìn)出口處延伸段結(jié)構(gòu)較為簡單，則采用六面體網(wǎng)格進(jìn)行網(wǎng)格劃分；而誘導(dǎo)輪、全開式葉輪以及蝸殼流道的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，故采用非結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格來進(jìn)行劃分。等人的研究表明，網(wǎng)格數(shù)的增加時(shí)，由網(wǎng)格所引起的誤差會相應(yīng)的較小，直到最后誤差消失，這就是所謂的網(wǎng)格無關(guān)性。如表所示。為了避免因網(wǎng)格帶來的計(jì)算誤差，本文針對不同葉型的開式葉輪離心泵，分別實(shí)驗(yàn)了種不同的網(wǎng)格數(shù)進(jìn)行網(wǎng)格無關(guān)性檢查，各部分的網(wǎng)格數(shù)如表所示。圖分別為誘導(dǎo)輪、葉輪與蝸殼網(wǎng)格示意圖。表整機(jī)計(jì)算域的網(wǎng)格數(shù)（）直葉片葉輪（）彎葉片葉輪（）誘導(dǎo)輪

40、（）蝸殼圖網(wǎng)格示意圖（）整機(jī)網(wǎng)格邊界條件應(yīng)用商業(yè)軟件對離心泵內(nèi)部流場進(jìn)行數(shù)值計(jì)算時(shí)，選擇正確的邊界條件是得出準(zhǔn)確結(jié)果關(guān)鍵的一步。（）進(jìn)口邊界條件進(jìn)口邊界設(shè)置為速度進(jìn)口（），該邊界條件適用于不可壓縮介質(zhì)，本文的流體介質(zhì)為清水，近似看做不可壓流體。設(shè)定進(jìn)口速度方向與模型泵進(jìn)口截面垂直，其大小由進(jìn)口流量以及進(jìn)口處的過流面積決定。其中，進(jìn)口湍動能七和耗散率經(jīng)驗(yàn)公式為：七：三（材，）、（）三：”，一（）式中，為湍流長度比；，值取。（）出口邊界條件在對模型泵進(jìn)行數(shù)值計(jì)算時(shí)，無法提前預(yù)知道其出口壓力及速度，本文選擇自由流出邊界（），在采用自由流出邊界條件時(shí)，由于模型泵出口截面通道大小沒有發(fā)生變化，因此，在計(jì)

41、算時(shí)，采用完全發(fā)展流動假設(shè)分布在流動方向上不變化。（）固體壁面條件對于進(jìn)出口以及蝸殼部件，由于其靜止不動，固壁條件設(shè)置為靜止壁面；誘導(dǎo)輪和葉輪為旋轉(zhuǎn)部件，因此，固體壁面均設(shè)置為無滑移的邊界條件，在近壁面處采用標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)。數(shù)學(xué)模型本文米用兩業(yè)軟件分別對直葉片全開葉輪和彎葉片全開葉輪離心泵內(nèi)部流場進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，輸送介質(zhì)為常溫清水，而針對以常溫常壓下清水為介質(zhì)的全開式葉輪離心泵，其內(nèi)部流動過程不考慮熱量傳遞和流體介質(zhì)溫度的變化。下面針對本文所研究的模型，在數(shù)值計(jì)算過程中所選用的基本方程、標(biāo)準(zhǔn)的盯一湍流模型以及壁面函數(shù)分別作簡單介紹。（）基本控制方程）連續(xù)方程如下：望皇遜塑?。ǎ海ǎ┐颂幰胧噶糠枺海ǘ蕮丛性谢ǎ┘矗呼敚ǎǎ┢渲幸灰后w密度，一時(shí)間，、和分別是速度矢量在、和方向上的分量。浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文不同葉型全開式葉輪離心泵的數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)研究