梯形迷宮螺旋泵的設計理論、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)外學者在迷宮密封泵送機理基礎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)的設計理論或設計方法。鑒于人們對迷宮螺旋泵工作機

2、理的本質(zhì)認識還不足，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計、運行特性進行了研究，來保證研究的正確性和可靠性，為實際工程設計和應用提供參考依據(jù)。本文主要工作如下： 1.理論分析：在文獻基礎上推導出相應的理論計算公式并初步提出梯形迷宮螺旋泵設計方法；結(jié)合流體機械專業(yè)知識，設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，在此基礎上用CFD軟件FLUENT對流場采用標準的雙方程k-ε紊流模型進行數(shù)值模擬計算，計算在貼體坐標系和交錯網(wǎng)格中進行并采用了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。這些為判定水力設計的合理性提供科學的依據(jù)，為設計改進和優(yōu)化提供參考。 3.實驗研究：安裝建立實驗測量裝置，在實驗臺上進行梯形迷宮螺旋泵的性能測試實驗。實