大型双吸离心泵径向力数值模拟

长短叶片叶轮双吸离心泵径向力数值仿真张亮;李欣【摘要】The 1200S56 double-suction centrifugal pump impeller was modified as the impeller with long and short vanes,taking the double-suction centrifugal pump impeller with long and short vanes as research object,the three-dimensional flow field of the centrifugal pump was simulated based on the CFD theory.By changing the boundary conditions,the static pressure and velocity distribution of the impeller-volute coupling surface on different conditions was obtained The radial force of centrifugal pump under the different conditions was analyzed based on the outlet pressure paring the impeller with long and short vanes of analysis results with prototype impeller of analysis results,the results show that the static pressure and absolute velocity of the impeller-volute coupling surface are increased,the head of the centrifugal pump is increased also,and the overall hydraulic characteristics of the centrifugal pump is effectively improved by using the impeller with long and short vanes.The minimum value of the radial force is shifted to the large flow,and appeared under 1.2 times of design flow condition.The minimum value is reduced from the 5574N of the prototype impeller to the 1494N of the impeller with long and short vanes.The radial force state of the prototype centrifugal pump with large flow conditions is improved by using the impeller with long and short vanes.%将1200S56型单级双吸离心泵原型叶轮改型为长短叶片复合叶轮,以该改型双吸长短叶片复合叶轮离心泵为研究对象,基于CFD理论对该离心泵内部流场进行数值仿真.通过改变边界条件获得不同工况下叶轮出口与蜗壳耦合面的静压、速度分布.采用叶轮出口压力法分析该离心泵在不同工况下的径向力,并与原型叶轮离心泵径向力分析结果对比.结果表明:采用长短叶片复合叶轮使叶轮出口的静压力及绝对速度变大,增加了离心泵的扬程,有效的提高了泵的整体水力性能;短叶片的增加使该泵径向力的最小值点向大流量偏移,出现在1.2倍额定流量工况,最小值由原型叶轮的5574N减小到1494N;采用长短叶片复合叶轮改善了泵在大流量工况下的径向受力情况.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2017(000)006【总页数】4页(P171-174)【关键词】离心泵;长短叶片叶轮;数值仿真;径向力【作者】张亮;李欣【作者单位】辽宁工业大学机械工程与自动化学院,辽宁锦州121001;辽宁工业大学机械工程与自动化学院,辽宁锦州121001【正文语种】中文【中图分类】TH16;TH311大型单级双吸离心泵广泛应用于城市给排水、农业提水灌溉中。

基于数值模拟的多级双吸式离心泵性能预测赵运革【期刊名称】《中国农村水利水电》【年(卷),期】2012()4【摘要】以北赵引黄工程谢村站用多级双吸式离心泵为研究对象,基于雷诺时均的N-S方程,采用SSTk-ε湍流模型,压力速度耦合使用SIMPLEC计算,对泵内部流动进行了三维定常全流场湍流数值模拟,得到不同工况下该泵内部流动的速度矢量图等流场信息,在对其内部流动规律进行了定性分析的基础上,预测了泵的性能,并与现场测试结果进行了对比分析。

分析结果表明,首级叶轮首级压水室以及次级叶轮次级压水室内流动较均匀;由于过渡流道的结构特点以及流动惯性,流体在首级压水室进入过渡流道时,在流道突然扩大区域形成了旋涡,旋涡区域大小与流量有关;预测扬程值与现场测试扬程吻合较好,预测扬程最大误差为2.7%,而预测的流量-水力效率曲线与现场测试流量-机组效率曲线变化趋势一致;水泵内部流动的数值模拟可为工程中泵设计阶段的性能预测和结构优化提供依据。

【总页数】4页(P99-101)【关键词】多级双吸式离心泵;性能预测;数值模拟;水力效率;机组效率【作者】赵运革【作者单位】太原理工大学水利科学与工程学院;山西省运城市北赵引黄工程建设管理局【正文语种】中文【中图分类】TH311【相关文献】1.基于湍流数值模拟的双吸离心泵性能预测 [J], 宋冬梅;廖功磊;刘雪垠;杨怀学2.多级离心泵三维流场数值模拟及性能预测 [J], 黄思;桑迪科3.双吸式叶轮内流三维数值模拟及性能预测 [J], 赵斌娟;袁寿其;李红;谈明高4.基于离心泵的多级液力透平的性能预测与数值模拟 [J], 杨军虎;张雪宁;王晓晖5.基于数值模拟的多级双吸式离心泵性能预测 [J], 赵运革因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

大型双吸离心泵径向力数值计算的开题报告一、研究背景双吸离心泵是一种广泛用于水利、电力、农业和城市供水等领域的流体输送设备，其关键性能指标之一就是径向力大小。

由于双吸离心泵特殊的结构和工作原理，其径向力特性受到多种因素的影响，例如泵的几何形状、叶轮转速、进出口流量、介质性质等等。

因此，精确计算双吸离心泵的径向力有助于提高泵的性能和可靠性，对于工程实践有着重要的意义。

二、研究内容本课题旨在通过数值模拟方法，计算双吸离心泵内部的径向力，包括静压力、动压力、旋转惯性等因素的综合效应。

具体研究内容如下：1. 建立双吸离心泵的数学模型，将泵的几何形状和工作参数等信息输入计算软件中，得到泵内部流体的速度场和压力场分布。

2. 提取速度场和压力场中的相关数据，计算得到泵内每个位置受到的径向力大小和方向，绘制径向力分布图。

3. 分析不同因素对泵内径向力的影响，包括泵的几何形状、叶轮转速、进出口流量、介质性质等因素，探究径向力计算结果的变化规律。

4. 验证数值模拟结果的可靠性，将计算结果与现有实验数据进行比较，评估数值模拟方法在双吸离心泵径向力计算中的适用性和精度。

三、研究意义1. 增进对双吸离心泵内部流场特性的了解和认识，为设计和优化泵的结构和工作参数提供理论基础。

2. 优化双吸离心泵的运行和维护，减少泵的损坏和故障，提高泵的可靠性和寿命。

3. 探索径向力计算方法在其他泵类和工程流体输送系统中的应用，为更广泛的工程实践提供参考。

四、研究方法本研究采用计算流体力学（CFD）数值模拟方法，首先建立双吸离心泵的几何模型和边界条件，利用ANSYS Fluent等商用软件对泵内部流体的速度场和压力场进行数值模拟，然后从模拟结果中提取相关数据，计算得到泵内部径向力的大小和方向信息。

五、预期结果通过数值模拟计算的方法和手段，本研究将得到双吸离心泵内部径向力的计算结果，并且探索不同因素对径向力大小和方向的影响规律。

此外，本研究还将对数值模拟的精度和可靠性进行验证，提出改进和完善的措施，为工程实践提供数据支持和建议。

离心泵二维数值模拟分析题目：离心泵二维数值模拟分析院系：工学院姓名：吕远指导教师：学号：二〇一七年五月[摘要]泵是一种生产中常用的设备，其作用在于提高液态流体的全压。

作为一种常见但能耗大效率低的工具。

对泵的研究一直是一个热点问题。

随着计算机技术的快速发展，使用CFD软件对泵的内部流场进行分析已经成为一种成熟手段。

本文在ProE软件建模的基础上，使用CFD类软件对模型进行计算迭代，从而得出泵运行时的流场。

本文意在对泵在不同种工况调节特性下，对泵的运行进行性能模拟。

各种工况条件包括：不同流量条件下。

求解的主要目的为借助数值模拟内软件对实际化工程问题进行分析，为实际的工作提供一定的指导作用。

本文主要包括：（1）对模型网格的处理（2）边界参数的指定（3）对模拟结果的分析（4）对计算流体力学理论的简介[关键词]数值模拟离心泵计算流体力学 CFD软件网格目录：摘要第一章：流场分析的理论基础1.1流体动力学基本方程1.2离散格式1.3湍流流动数值模型第二章：离心泵内部流场的数值模拟2.1几何模型的网格划分2.2旋转涡轮及静止蜗壳的耦合模型2.3边界条件2.4计算结果分析第三章：不同工况对离心泵性能影响3.1泵的理论基础3.2不同工况条件下对离心泵的数值模拟3.3数值模拟结果分析总结第一章：离心泵内部流场分析的理论基础1.1流体动力学基本方程对于流体流动，用控制方程来描述，描述泵中流体为不可压缩流体，且将流场简化为二维；则描述流场的方程——1.1.1质量方程：表征质量守恒的方程()()++=0t u v x y ρρρ∂∂∂∂∂∂对于泵的内部条件而言，方程简化为：+=0u v x y ∂∂∂∂1.1.2动量方程：动量地理，动量变化率等于流体所受的合力()+div()=-0t yx xx x u p uu F x x y ττρρ-∂∂∂∂+++=∂∂∂∂()+div()=-0t xy yy y v p vu F x x y ττρρ-∂∂∂∂+++=∂∂∂∂（1）其中对于牛顿流体，切应力符合：=()xy yx u v y x ττμ∂∂=+∂∂（2a ）=2()xx u div u x τμλ-∂+∂（2b ）=2()yy v div u y τμλ-∂+∂（2c ）x y F F g ρ==-（2d ）2=-3λμ（2e ）将(2)代入（1）得到：()+div()=)t ()+div()=)t y u v u p u u div gradu S xv p vu div gradv S ρρμρρμ--∂∂-+∂∂∂∂-+∂∂（（式子中：u S 、v S 为广义源项u x xv y y S F s S F s =+=+对于一般性流体，x s y s 为小量，其表示公式如下：()()()()()()x x u v s divu x x y x xu v s divu x y y y y μμλμμλ--∂∂∂∂∂=++∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂=++∂∂∂∂∂在流体密度、粘度恒定的情况下，xs y s 为0;则最终应用在泵中流体的方程为：()()()()()()()()()()u v u uu uv u u p S t x y x x y y xv vu vv v v p S t x y x x y y y ρρρμμρρρμμ∂∂∂∂∂∂∂∂++=+-+∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂++=+-+∂∂∂∂∂∂∂∂1.1.3能量方程：表征能量变化等于能量向外传递的方程()+div(T)=div(gradT)+S t T p T k u c ρρ-∂∂在泵中由于研究的内容不涉及能量的传递，因此在模型计算中没有考虑能量方程。

离心泵叶轮流场数值模拟研究一、前言离心泵是一种常见的机械设备，广泛应用于水处理、石油化工、空调等领域。

其中，离心泵叶轮是其重要部件之一，其性能对整个离心泵的性能有着至关重要的影响。

因此，对离心泵叶轮进行流场数值模拟研究，进一步优化其设计是非常必要的。

二、离心泵叶轮的结构和工作原理离心泵叶轮是离心泵的核心部件之一，其结构通常由叶片、叶片轴等部分组成。

离心泵叶轮是通过电机的旋转带动液体呈离心运动，从而产生往前的推力，将液体输送至出口。

离心泵叶轮的运行状态对离心泵的性能有着至关重要的影响。

三、离心泵叶轮流场数值模拟研究离心泵叶轮的流场数值模拟研究可以帮助我们深入了解离心泵叶轮内部的流体运动规律，进而对离心泵叶轮的设计做进一步的优化。

1.数值模拟方法利用常见CFD（计算流体力学）软件，如ANSYS CFX、FLUENT等，可以对离心泵叶轮流场进行数值模拟。

数值模拟方法涉及到的关键参数包括离散格式、网格生成、边界条件等。

其中，网格生成对数值模拟结果影响较大，因此需要注意生成网格的密度、精确度等因素。

2.数值模拟结果离心泵叶轮的流场数值模拟结果通常涉及流速分布、压力分布、流动轨迹等参数。

通过这些参数，可以对离心泵叶轮的性能进行分析和评价。

另外，数值模拟结果还可以指导离心泵叶轮的改进设计。

四、离心泵叶轮流场数值模拟的应用离心泵叶轮流场数值模拟的应用范围广泛，主要涉及以下方面：1.离心泵叶轮的设计和优化流场数值模拟可以帮助我们深入了解离心泵叶轮内部的流体运动规律，即可对离心泵叶轮的设计和优化提供理论基础。

2.离心泵叶轮的性能评估根据数值模拟结果，可以对离心泵叶轮的性能进行评估分析，指导制定更为科学合理的使用方案。

3.离心泵的研究和开发离心泵是研究和开发的对象之一，通过离心泵叶轮流场数值模拟研究，可以为离心泵的研究和开发提供重要的参考依据。

五、结语离心泵叶轮的流场数值模拟研究可以为离心泵的设计和优化提供理论基础，加速离心泵产品的研发和应用。