za8050160离心泵性能预测及其优化设计的研究

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1、浙江工业大学硕士学位论文ZA80．50．160离心泵性能预测及其优化设计的研究作者姓名：金良盛指导教师：李伟教授、刘永清教授浙江工业大学机械工程学院2013年11月DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterResearchonPerformancePredictionofZA80—50．160CentrifugalPumpandItsOptimizationCandidate：LiangshengJinAdvisor：ProfessorW西LiProfessorYongqi

2、ngLiuCollegeofMechanicalEngineeringZhejiangUniversityofTechnologyNov2013浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。作者签名：令芨盟日期：训1)年11月w日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了

3、解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书。

4、2．不保密咣(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：导师令莨盈日期：W1{年日期：叫t2,4三n月p丫日忆月1丫日浙江工业人学硕士学位论文ZA80．50．160离心泵性能预测及其优化设计的研究摘要离心泵作为流体机械，在国民经济的各个部门得到了广泛应用。近几年，随着计算机技术迅速发

5、展，CAD技术在离-tl,泵设计方面得到了广泛应用，CFD数值模拟技术能够很好地模拟离心泵内部流动并预测离心泵的性能。为了在产品研发上尽量减少研发成本，缩短产品的研发周期，就需要将CAD技术、CFD数值模拟技术和优化设计方法有机结合起来，快速得到离心泵的三维模型，预测离心泵性能并对其进行优化设计。本文的主要工作和成果如下：(1)综述了国内外离心泵性能预测方法现状、CFD数值模拟技术和离心泵优化设计方法发展现状。(2)利用Pro／E准确构建了离心泵水力模型，并利用Gambit划分该模型的网格，在软件Fluent中进行了定常数值模拟。(3)在比较分析现今应用较为普遍的几种离心泵圆

6、盘摩擦损失和容积损失计算方法的基础上，选择了一种方法对数值模拟结果进行后处理，并得到了离心泵在七个典型工况下的性能参数。与泵的试验数据对比分析，结果发现：定常数值模拟在设计工况下预测精度较高，扬程误差为1．58％，轴功率误差为3．17％，效率误差为1．63％。(4)深入分析了叶轮、涡壳的静压、动压、总压、湍动能和速度矢量云图。(5)在分析泵性能的基础上，提出了两个优化方案，以提高效率为目标对泵进行了优化。在第一种优化方案中，建立了叶轮外径职与叶片出口安放角厉、叶片数z、叶轮出口宽度b，的优化函数，得出了优化后叶轮的尺寸参数。在第二种优化设计方案中，应用泵专业设计软件CFttt

7、rbo，重新设计了泵的叶片，得出优化后的离心泵叶轮模型。根据两个方案优化后的结果，重新进行了离心泵定常多相位数值模拟，将所得的模拟数据与优化前的模拟数据进行对比。结果表明：方案一中，优化后扬程下降了o．59m，轴功率下降了0．15kW，效率提高了O．38％；方案二中，优化后扬程下降了1．05m，轴功率下降了0．37kw，效率提高了1．89％。关键词：离心泵，数值模拟，优化设计，优化函数II浙江工业大学硕士学位论文RESEARCHoNPERFoRMANCEPREDICTIoNoFZA80．50．160CENTRIFUGALPUMPANDITSoPTIMIZATIONABSTRA

8、CTAsthefluidmachinery，centrifugalpumpshavebeenwidelyusedinallaspectsofthenationaleconomy．Inrecentyears，withtherapiddevelopmentofcomputertechnology,CADtechnologyhasbeenwidelyappliedinthecentrifugalpumpdesign．CFDnumericalsimulationtechnologycanbeusedtosimu