📄Работа №38364
Тема: Расчет характеристик ступени погружного центробежного насоса ЭНЦА (К) 5А-80 путем численного моделирования турбулентного течения в проточной полости
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
технология машиностроения
Объем:
75 листов
Год:
2019
Просмотров:
259
5700
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
ВВЕДЕНИЕ 5
1. ОБЗОР НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ И ПАТЕНТНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ .... 7
1.1 Гидромашины. Лопастные машины 7
1.2 Центробежные насосы. Характеристики центробежных насосов.
Методы получения характеристик 10
1.3 Примеры расчетных и экспериментальных работ 24
1.4 Приложения 30
2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ 43
2.1 Основные уравнения в интегральной форме 43
2.2 Realizable K-Epsilon модель турбулентности 44
3. ПОСТАНОВКА ЧИСЛЕННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ 48
3.1 Построение трехмерной геометрических моделей рабочего колеса и
направляющего аппарата 48
3.2 Выделение трехмерной геометрической модели проточной полости
рабочей ступени насоса 50
3.3Построение расчетных сеток 52
3.4 Граничные условия 57
3.5 Алгоритм расчетов и параметры решателя 59
4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ 60
4.1 Локальные параметры течения 60
4.2 Рабочие характеристики насоса 68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 71
Список использованных источников 72
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ И ПАТЕНТНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ .... 7
1.1 Гидромашины. Лопастные машины 7
1.2 Центробежные насосы. Характеристики центробежных насосов.
Методы получения характеристик 10
1.3 Примеры расчетных и экспериментальных работ 24
1.4 Приложения 30
2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ 43
2.1 Основные уравнения в интегральной форме 43
2.2 Realizable K-Epsilon модель турбулентности 44
3. ПОСТАНОВКА ЧИСЛЕННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ 48
3.1 Построение трехмерной геометрических моделей рабочего колеса и
направляющего аппарата 48
3.2 Выделение трехмерной геометрической модели проточной полости
рабочей ступени насоса 50
3.3Построение расчетных сеток 52
3.4 Граничные условия 57
3.5 Алгоритм расчетов и параметры решателя 59
4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ 60
4.1 Локальные параметры течения 60
4.2 Рабочие характеристики насоса 68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 71
Список использованных источников 72
ВВЕДЕНИЕ
📖 Введение
1) Лопастные насосы представляют собой наиболее распространенный класс машин, используемых практически во всех областях техники.
2) Существенно трехмерное турбулентное движение жидкости в лопастных насосах отличается особой сложностью из-за влияния кривизны лопаток и вращения колеса, отрывов потока, кавитации и др. факторов. Поэтому для удовлетворения всё более растущих требований к энергетической эффективности, надежности, экономичности насосов, необходима достоверная качественная и количественная информация о локальных характеристиках течений в проточной полости.
3) При разработке новых конструкций насосов нужны надежные методики численного моделирования течений для предварительной оценки рабочих характеристик с целью последующей доводки конфигурации проточной полости.
4) В настоящее время применяется ряд пакетов прикладных программ, предназначенных для моделирования течений в технических устройствах. По результатам численного моделирования можно оценить характеристики будущего насоса еще до его изготовления.
5) Однако, при реализации данного подхода необходимо решать дополнительные задачи, связанные с адекватностью используемых математических моделей, с построением расчетной сетки требуемого качества и т.п.
6) Кроме того, существующие на сегодняшний день методики моделирования течения в многоступенчатых насосах требуют достаточно мощных компьютерных ресурсов из-за необходимости использования в расчетах нескольких ступеней с подводящим и отводящим устройствами.
По этому целью работы является разработка экономичной методики численного моделирования турбулентного течения и определения рабочих характер истик ступени погружного центробежного насоса.
Для достижения данной цели решались следующие задачи:
1. Выполнение обзора литературы по исследуемой проблеме.
2. Составление математической модели установившегося трехмерного турбулентного течения жидкости в проточной полости ступени насоса.
3. Разработка экономичной методики проведения численных экспериментов с использованием условий периодичности.
4. Верификация составленной математической модели и разработанной методики путем сопоставления результатов с данными натурных испытаний ступени насоса.
2) Существенно трехмерное турбулентное движение жидкости в лопастных насосах отличается особой сложностью из-за влияния кривизны лопаток и вращения колеса, отрывов потока, кавитации и др. факторов. Поэтому для удовлетворения всё более растущих требований к энергетической эффективности, надежности, экономичности насосов, необходима достоверная качественная и количественная информация о локальных характеристиках течений в проточной полости.
3) При разработке новых конструкций насосов нужны надежные методики численного моделирования течений для предварительной оценки рабочих характеристик с целью последующей доводки конфигурации проточной полости.
4) В настоящее время применяется ряд пакетов прикладных программ, предназначенных для моделирования течений в технических устройствах. По результатам численного моделирования можно оценить характеристики будущего насоса еще до его изготовления.
5) Однако, при реализации данного подхода необходимо решать дополнительные задачи, связанные с адекватностью используемых математических моделей, с построением расчетной сетки требуемого качества и т.п.
6) Кроме того, существующие на сегодняшний день методики моделирования течения в многоступенчатых насосах требуют достаточно мощных компьютерных ресурсов из-за необходимости использования в расчетах нескольких ступеней с подводящим и отводящим устройствами.
По этому целью работы является разработка экономичной методики численного моделирования турбулентного течения и определения рабочих характер истик ступени погружного центробежного насоса.
Для достижения данной цели решались следующие задачи:
1. Выполнение обзора литературы по исследуемой проблеме.
2. Составление математической модели установившегося трехмерного турбулентного течения жидкости в проточной полости ступени насоса.
3. Разработка экономичной методики проведения численных экспериментов с использованием условий периодичности.
4. Верификация составленной математической модели и разработанной методики путем сопоставления результатов с данными натурных испытаний ступени насоса.
✅ Заключение
1)Составлена математическая модель турбулентного течения
несжимаемой жидкости в проточной полости ступени насоса, включающая в
себя уравнения неразрывности и Навье-Стокса, осредненные по Рейнольдсу,
уравнения двухслойной Realizable K-Epsilon модели турбулентности с
гибридными пристеночными функциями.
2)Разработана экономичная методика проведения численных
экспериментов с использованием условий периодичности между входом в
рабочее колесо и выходом из направляющего аппарата и заданием между ними
перепада давления в соответствии с исследуемой рабочей точкой
характеристики насоса.
3)Для верификации составленной математической модели и
разработанной методики моделирования выбраны данные многоступенчатого
погружного центробежного насоса ЭНЦА (К)5А-80. Сопоставление расчетных
характеристик ступени с экспериментальными показал, что:
а) достигнуто хорошее качественное и удовлетворительное
количественное соответствие экспериментальным данным, особенно по напору
ступени, причем максимальная погрешность замечена при больших подачах;
б) зона рабочих подач (зона максимального значения КПД) определена в
диапазоне от 35-70 м3/сут, что незначительно отличается от эксперимента (35-
75 м3/сут).
в) отличие расчетной характеристики КПД и потребляемой мощности от
экспериментальной объясняется тем, что в расчетах не учитывалось трение
текстолитовых прокладок о стенки корпуса.
несжимаемой жидкости в проточной полости ступени насоса, включающая в
себя уравнения неразрывности и Навье-Стокса, осредненные по Рейнольдсу,
уравнения двухслойной Realizable K-Epsilon модели турбулентности с
гибридными пристеночными функциями.
2)Разработана экономичная методика проведения численных
экспериментов с использованием условий периодичности между входом в
рабочее колесо и выходом из направляющего аппарата и заданием между ними
перепада давления в соответствии с исследуемой рабочей точкой
характеристики насоса.
3)Для верификации составленной математической модели и
разработанной методики моделирования выбраны данные многоступенчатого
погружного центробежного насоса ЭНЦА (К)5А-80. Сопоставление расчетных
характеристик ступени с экспериментальными показал, что:
а) достигнуто хорошее качественное и удовлетворительное
количественное соответствие экспериментальным данным, особенно по напору
ступени, причем максимальная погрешность замечена при больших подачах;
б) зона рабочих подач (зона максимального значения КПД) определена в
диапазоне от 35-70 м3/сут, что незначительно отличается от эксперимента (35-
75 м3/сут).
в) отличие расчетной характеристики КПД и потребляемой мощности от
экспериментальной объясняется тем, что в расчетах не учитывалось трение
текстолитовых прокладок о стенки корпуса.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.