旋壳泵流体诱发噪声特性研究

来源 :江苏大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:hll10
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
旋壳泵是一种流量小,扬程高的极低比转速单级高压泵,其比转速常在5~30区间内。旋壳泵内流动复杂,运行时常伴有强烈的噪声。目前针对旋壳泵研究主要涉及过流部件结构设计与定常流场特性,而对于旋壳泵噪声问题研究却较为匮乏。因此本文以旋壳泵为研究对象,基于CFD模拟技术采用雷诺时均法模拟旋壳泵内部流动;依据声类比理论将旋壳泵内部流场信息转化为声源并以此进行声学仿真计算;从集流管结构入手,探究集流管结构对旋壳泵水力及噪声性能的影响,以期为旋壳泵降噪优化设计提供参考。本文的主要工作内容如下:(1)根据已有低比转速泵结构设计资料,探讨旋壳泵过流部件设计原理及方法,确定旋壳泵叶轮、集流管设计方案;结合给定设计参数完成旋壳泵过流部件(叶轮、转子腔、集流管)水力设计,并通过Pro/E造型软件构建旋壳泵3D水体模型。(2)通过ICEM软件划分旋壳泵网格模型,并进行网格无关性验证。采用RNG k-ε模型模拟旋壳泵内部定常流动,对比模拟与试验性能曲线验证模拟的准确性。通过分析旋壳泵内部速度、压力变化,揭示旋壳泵内不稳定流动的原因。基于定常计算结果,模拟旋壳泵内部非定常流动,分析监测点压力脉动时域、频域分布特性;并导出旋壳泵内部压力脉动,为后续旋壳泵声学仿真计算提供声源信息。(3)根据旋壳泵内部流动分析各类型声源噪声贡献,探究旋壳泵噪声产生机理。基于声学有限元法以叶片、集流管表面压力脉动作为声学模拟边界模拟旋壳泵内场噪声,分析旋壳泵表面声压分布以及内部声学监测点声压频谱变化,获得旋壳泵内场噪声特性。(4)基于结构有限元法进行旋壳泵结构振动计算,获得旋壳泵结构的固有频率及振型。并根据振动计算结果采用声学边界元法对旋壳泵外场噪声进行声振耦合计算,通过分析旋壳泵外声学监测面声压分布以及声功率频谱,得到旋壳泵外场噪声规律。(5)基于数值模拟结果,从集流管内部流道以及外形设计入手,通过改变集流管结构参数,分析旋壳泵流场、声场变化,获得集流管结构对旋壳泵水力及噪声性能的影响规律。
其他文献
近年来,我国积极推动污水资源化利用,急需大批高性能的污水处理设备。污水泵是污水处理系统的关键设备,广泛用于输送复杂的固液两相流,这不仅降低了污水泵的水力性能,也容易造成缠绕、堵塞和过载等问题。深入研究污水泵内固液两相流特性,对于提升泵的运行效率和可靠性具有十分重要的意义。本文采用CFD-DEM耦合计算方法,开展污水泵输送含有长颗粒固液两相流时的数值模拟研究,分析颗粒长径比、体积分数和密度对固液两相
学位
太阳能被认为是最有希望解决能源危机和环境问题的可再生能源之一。聚光光伏光热(CPV/T)技术由于其发电量多、整体效率高、光伏电池消耗数量较少,在太阳能利用中被寄予厚望。传统CPV/T系统中,热能品位受限于光伏电池温度而较低,为此有研究提出了光谱分频技术,其中固体吸收结合液体吸收的复合分频具有分频效果好、成本较低且可靠性高的优势。目前复合分频CPV/T系统研究存在的主要问题有聚光器产生的能流密度不均
学位
颗粒物污染会对人体和环境造成严重危害,最有效治理措施之一是从源头限制颗粒物排放。荷电喷雾除尘结合了喷雾除尘和静电除尘优势,是目前最高效的宽域(颗粒物粒径范围)颗粒物脱除技术之一。荷电喷雾除尘中液滴和颗粒动力学过程复杂,液滴间动态相互作用等对捕集机理影响尚不清楚。本文通过计算流体力学-离散元法,考虑液滴-液滴和液滴-颗粒静电力建立了荷电液滴群捕集颗粒模型,研究了各参数对颗粒动力学过程和捕集效率影响;
学位
随着世界经济的发展,能源要求的矛盾越来越突出,为了降低未来气候变暖的进程,“碳达峰碳中和”的理念随之而出。有机朗肯循环作为一个可以将低品位能量转换为高品位能量的发电技术,具有重大的发展价值。面对目前有机朗肯循环效率低以及和成本环境间不协调等问题,本文开展了对双级蒸发有机朗肯循环系统的目标优化,并且还对纳米工质进行物性分析。主要结论如下:(1)双级蒸发串联有机朗肯系统的构建和参数分析。通过改变高压循
学位
液滴撞击表面的现象广泛存在于喷墨打印、增材制造、防结冰、自清洁、生物医疗等领域,液滴的撞击行为及最大无量纲直径是上述应用中的重要因素。工业生产中的流体因含有添加剂往往表现出剪切变稀、黏弹性和屈服应力等非牛顿流变特性。已有的研究主要集中在牛顿流体液滴,非牛顿流体液滴在壁面的动态特性及形成机制有待进一步研究。因此本文提出开展剪切变稀流体液滴撞击固体表面后铺展及回弹行为的实验与数值模拟研究,旨在探索剪切
学位
双向轴流式叶轮在舰船压载、水力输送、潮汐发电等诸多领域应用广泛,具有双向输送、控制便捷等优点。S翼型是双向轴流式叶轮的组成基元,其水动力特性直接决定双向轴流式水力机械的综合效能,S翼型优化及其应用研究亟待深入。本文依托军工预研项目,以S3525翼型为基础优化对象,基于构建的优化平台对其进行多变量自动寻优。综合利用数值计算及试验测量手段对优化前后S翼型的水力性能、绕流特征及激励特性进行了对比研究,对
学位
新一代航空发动机的加力燃烧室进口气流温度、速度都有着更高要求,在该环境下燃油的蒸发、雾化和掺混是保证点/熄火边界、稳定燃烧以及燃烧效率等燃烧特性的重要基础,是决定发动机性能的关键因素。因此,为更好地了解在加力环境下喷嘴的雾化性能,并较准确地预测射流下游燃油分布,需要开展航空煤油的雾化特性试验研究。本文研究了直射式喷嘴和变结构参数扇形喷嘴的流量特性,并在高温高速气流条件下,研究了两种喷嘴的燃油雾化特
学位
回路热虹吸管作为结构简单和传热能力强的一种高效被动式传热装置,受到了国内外学者的广泛关注,并成为提高能源利用和转换效率的重要选择方案,在太阳能集热系统、电子设备冷却、通讯设备和数据中心热管理等领域具有广阔的应用前景。目前,对回路热虹吸管蒸发段下方热泄漏对其运行性能的影响尚不清楚,缺乏相关研究,这对提高回路热虹吸管的传热性能具有明显意义,并将为其结构设计提供有益参考。本文设计搭建了一种两相回路热虹吸
学位
研究多模态火焰将有助于加深对实际燃烧中火焰特性的理解,为设计出更高效清洁的工业燃烧器提供理论指导。德国达姆施塔特技术大学近年开展了详细的多模态燃烧器实验测量研究,获得的丰富燃烧流场数据库为检验多模态火焰的燃烧模型和算法提供了重要的参考依据,它也是国际燃烧学会公认的一个基准火焰。大涡模拟通过对小尺度涡旋建模,并直接求解大尺度涡旋结构,可以精确地捕捉到流场的湍流与燃烧反应的细节信息。本文选择对达姆施塔
学位
酵渣是生物质工业化生产过程中常见的固体废弃物,具有含水量高、产量大的特点,难以长期储存、经济输运、稳定燃用,易造成环境问题。对高含水率生物质酵渣进行干燥预处理,是实现其资源化利用的关键步骤。由于生物质酵渣的低值性,同时其干燥过程需消耗大量热量,开发能效及经济性较优的干燥方法对于生物质酵渣干燥至关重要。空气源热泵是一种使用电能输出热量的设备,其具有能耗低、能量利用效率高的特点,已经在建筑供暖、农产品
学位