离心泵快速启动过程瞬态内流特性研究

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xxx6192
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着水泵在工程领域越来越广泛地运用,水泵快速启动、停电惰转、阀门快速启闭等瞬态运行工况时有发生,上述状况极易产生瞬态水力冲击,严重时产生剧烈振动及噪声,影响离心泵的安全稳定运行。水泵在瞬态过程运行时,叶轮转速和泵内流量剧烈变化,内部流场紊乱,瞬态效应明显,与稳态工况非定常流动差异较大。然而,目前对水泵内流特性的研究多集中于稳态工况,对瞬态过程内流特性的研究相对较少。本文通过建立某单级单吸式清水离心泵全流场三维模型及循环管路系统,采用数值模拟的方法,通过控制叶轮转速变化规律对其快速启动过程流动规律展开研究,本文的主要内容和结论如下:(1)通过Pro/E及ICEM前处理软件对本文研究所用离心泵进行全三维流场建模与高质量六面体结构化网格划分,将数值计算结果与实验结果对比分析。结果表明:经验证计算扬程和效率与实验结果在允许误差范围内,证明了三维模型的可靠性。(2)使用CFX软件进行数值模拟的方法,对离心泵设计转速下不同流量稳定工况仿真计算,探究内流特性的规律,结果表明:(1)随着流量偏离设计工况,特别是小流量工况下泵内流态逐渐复杂,由于高速流体的冲击作用,隔舌及其附近叶轮流道流动紊乱,泵内流动损失增大。(2)叶片压力面出口处脉动最为强烈,蜗壳内部脉动相对较弱。蜗壳及其隔舌处压力脉动在叶轮旋转一个周期内呈现和叶片数一样的周期变化。(3)径向力表现为六个周期规律波动,设计工况下蜗壳和叶轮流域的径向力及轴向力状况,在数值大小及波动幅度方面表现良好。(4)小流量工况时(0.6 Qdes),泵内高熵产区分布相比其他计算工况较大,设计工况下较小。(3)通过设置叶轮转速变化规律,使用CFX数值计算软件对比离心泵不同启动时间和不同启动方式下的内流特性变化规律,结果表明:(1)离心泵启动过程中,泵内流场瞬态效应明显。叶轮加速阶段,叶片压力分布及叶轮流道和蜗壳过渡流道湍动能分布变化剧烈,叶片荷载及泵内涡量分布变化历程表现出明显的瞬态效应,蜗壳流道涡核观察到明显产生、发展、迁移、撕裂、耗散的演化历程。(2)相同启动方式不同时间工况下,当启动时间较短时,流道内湍动更为剧烈,瞬态效应更强。同时径向力也表现为峰值更大,调节时间越长。(3)不同启动方式相同时间工况下,指数启动时,泵内加速阶段湍动能变化较快,滞后效应较弱,转速在变化后期趋于平缓,离心泵内流稳定且调节时间小于直线启动工况。此外,指数启动工况下叶轮径向力峰值更小,调节时间更短。泵内熵产与各种不良流动密切相关。
其他文献
水、粮食和能源是维持人类生存和社会可持续发展的重要资源,全球人口的增加、城镇化的加速和经济飞速发展等对水、粮食和能源提出了更高的需求。全球约70%的地下水被用来从事农业生产,人类对粮食产量的追求使得农业对地下水的依赖持续增加,直接导致粮食生产供应链对能源的需求也日益增大。以水-粮食-能源(WFE)纽带关系为多目标优化问题的研究对象,对有限的水资源和能源进行科学地分配以满足农业部门的粮食需求,对促进
学位
矮牵牛(Petunia hybrida Vilm.)是茄科碧冬茄属草本花卉,具有花色丰富艳丽,花期长等特点,被称为“花坛之王”。矮牵牛遗传背景清晰,花器官大易观察,易于进行遗传转化导入目的基因,是进行花器官研究的重要模式植物之一。课题组前期研究发现,Ph ABCG26基因在‘幻想’矮牵牛败育花中的表达显著高于正常花,且在花芽发育早期特异表达。本研究对Ph ABCG26基因进行生物信息分析、时空表达
学位
矮牵牛(Petunia hybrida Vilm.)因其花型美丽花色丰富具有良好的观赏价值,同时也是花发育研究的模式植物之一。PhMYC2作为与矮牵牛雄蕊育性密切相关的PhGRP基因直接上游的转录因子,二者在花药中的表达密切相关。MYC2是JA信号途径的关键基因,其广泛的功能及多样的调控机制一直是研究的热点,但是植物花药发育中对于MYC2的研究较少,在拟南芥花药发育中MYC2的上游基因未见报道。为
学位
矮牵牛(Petunia hybrida),茄科,碧冬茄属,具有重要的观赏价值和园林应用价值,是研究植物发育生物学的典型模式植物之一。病毒诱导的基因沉默(Virus-induced gene silencing,VIGS)技术,是近年来用作研究植物基因功能的反向遗传学手段。本课题以抗逆性强的矮牵牛W115(Petunia hybrida‘Mitchell’)为主要试材,PDS为报告基因,基于烟草脆裂
学位
连续地监测作物土壤含水率、准确地预测土壤水分变化是发展精准灌溉、智慧农业的重要手段。田间土壤水分亏缺造成的水分胁迫会极大地影响作物的生长及产量,适时适量地对缺水作物进行精准灌溉既可以提高作物产量,又可以提高水资源利用效率,这对西北缺水干旱地区灌溉制度的制定有着重要的意义。因此连续、快速、准确地测定土壤含水率对精准灌溉非常重要。本文以以四种不同水分处理的玉米为研究对象,利用无人机平台采集实测冠层光谱
学位
我国水资源在地域上呈现出分布不均匀的状态,在水资源匮乏的地区,需要采用渡槽等输水设施对水资源进行合理调度分配。在建国初期修建的渡槽由于设计标准过低、建筑物维护和管理不充分等原因,在服役过程中逐步产生了结构损伤和耐久性劣化,且随着时间推移老化状况愈加严重。为了对现有渡槽进行除险加固,充分发挥灌溉工程的效用,需要对渡槽现状进行分析评价。本文提出了一种基于层次熵变权法的渡槽健康状态综合评价方法。基于层次
学位
为解决轻小型平移式喷灌机末端喷头低压工况下喷洒射程小、水流破碎不充分以及组合喷洒均匀度低等问题,本研究以Nelson R55型旋转折射式喷头为原型,基于二级破碎、面槽分流、旋转射流和非全圆限制喷洒的工作原理,设计出系列化旋转折射式末端喷头,采用Creo建模与激光快速成型、实测试验、模型计算以及多目标综合评价等方法,完成喷头的实体制作、水力性能测试与评价,确定出喷头最优设计参数。本文主要研究内容与结
学位
学位
花是园林植物的主要观赏部分,其结构颜色的变异改良具有重要的经济效益。重瓣花属于其中的花形态变异,观赏价值巨大,对此形成机制的研究一直是植物花发育的热点。而矮牵牛是园林主要花坛花卉,也是花发育相关研究的模式植物,是植物重瓣性状发育研究的理想材料。长期以来对矮牵牛重瓣性状形成基因的研究主要集中在C类基因的调控上,并且取得了一定的成果,但是对于重瓣基因的挖掘还有很大的距离。本研究将从正向遗传学角度出发,
学位
梅(Prunus mume),蔷薇科李属,落叶小乔木或灌木,叶片呈卵形或椭圆形,花色有红、紫、粉、绿、白、黄、洒金等各色,花香沁人肺腑。梅花是我国十大传统名花之一,有着悠久的栽培历史,在园林及花文化中有着举足轻重的地位和影响。梅花喜温暖湿润的气候,主要分布于我国长江流域以南的地区,虽具有一定的抗寒能力,但在我国华北的大部分地区以及东北、西北的大部分地区很难安全露地越冬。通过生物技术的应用将具有提高
学位