混流泵叶轮反设计研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aigufeixi
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
因自身三维效应,混流泵叶轮内部流动十分复杂,叶轮的正向设计严重依赖设计者的经验并且消耗计算资源。针对叶轮正向设计效率偏低的原因,本文采用MATLAB程序语言自主编写混流泵叶轮快速反设计程序,使设计者设计叶轮时对经验的依赖降低并节约计算资源,从而提高设计效率。本文首先介绍了反设计过程中所采用的理论及其方程并推导这些方程在正交坐标系下的形式,同时编写子午面网格划分程序,程序可通过两种控制参数来对网格划分程序中网格数量进行调整。然后推导在正交坐标系下反设计方程的有限差分格式并编写其求解程序,其中,对平均流方程和周期流方程采用全场求解的方法,在求解过程中使用MATLAB软件自带的不完全LU分解和双共轭梯度稳定法;对中弧面生成方程采用推进式求解。对反设计需要给定的载荷和叶片厚度条件,本文使用非均匀有理B样条曲线给定其在轮毂侧和轮盖侧的值,叶片上其余点的值通过沿叶片展向插值得出。对给定的载荷和厚度分布,程序可在3分钟内实现快速收敛,证明快速反设计的可行性。程序可实现三维叶片的可视化并输出其数据,同时输出对应条件下的流场和压力场信息。为验证程序流场计算是否准确,采用NUMECA软件对给定载荷下反设计所得叶轮内流场进行CFD计算,其中湍流模型采用S-A模型。对比程序算得和NUMECA算得的流场,结果表明反设计程序计算准确,满足计算精度要求。通过对同一算例应用反设计程序对反设计程序中的两个参数(载荷分布和积叠条件)对叶片进口低压区的抑制效果做了探讨:对给定相同积叠条件而使用不同加载条件的情形,通过压力分布图对比发现后载型叶轮的进口低压区最小;对给定后载型加载方式而使用不同积叠条件的情形,通过对四种尾缘中弧面包角对应的反设计所得叶轮进行三维CFD计算发现尾缘中弧面包角为30°时低压区抑制最明显。
其他文献
作为世界人口大国,尽管我国土地资源广阔,但人均资源仍然紧缺。随着城市化进程的推进,城市更新改造中的人均土地矛盾日渐明显,政府也越来越重视并且致力于采取措施应对和缓和该矛盾。政府需要做到以人为本,结合当下我国经济发展的大背景,切实处理好土地收储涉及到的税收问题,更好地优化城市土地资源配置。文章具体分析了城市更新改造中土地收储涉及到的税收种类和内容,并且进一步探讨了后期清算工作开展优化的对策,同时还对
不互溶混合工质的沸腾传热可应用于电子元件的散热,其组成包括低沸点高密度的重工质和高沸点低密度的轻工质,如HFE-7100/水。该体系具有较低的沸腾的起始温度,较高的传热能力,但由于沸腾工质转换(BRT)过程的存在,在重工质“中间烧干”后,体系存在热通量提升较小的温度激增过程,造成传热效率降低,电子元件损坏。为探究不互溶混合工质在微纳复合结构表面的传热特性,本文基于气泡模板电沉积法制备了微纳复合表面
液滴碰壁是工业技术中常见的现象。明晰伴随传热过程的液滴碰壁动态特性及其影响因素对相关领域应用具有至关重要的意义。本文搭建了液滴碰壁及传热研究实验台,基于此实验台分别开展了去离子水、乙醇、正丁醇以及不同浓度的醇水混合物液滴碰壁动态特性实验研究,探究了添加剂浓度、壁面温度(Tw)以及碰壁速度(u)对液滴碰壁特性的影响,系统分析了液滴在不同沸腾区域的碰壁特性。本文主要工作与结论如下:其一,进行了去离子水
我国农村建筑围护结构热工性能不佳是当前普遍存在的问题,对农宅进行建筑节能改造,可以降低冬季供暖系统运行成本,从根本上解决农村建筑供暖能耗高的问题,对形成可持续发展的清洁取暖工作的长效机制具有重要意义。随着对农宅围护结构热工性能的要求逐渐提高,农宅建筑热桥现象愈加得到重视,降低热桥效应对建筑能耗的影响是农村建筑节能的关键技术途径。然而,我国现行标准中建筑热桥阻断的理论设计依据尚有不足,需要从农宅热桥
近年来,伴随着能源的加剧消耗,我国出现了严重的能源资源紧缺和环境污染问题,寻找能够提高能源利用效率、减少污染物排放的办法迫在眉睫。超临界CO2由于具有特殊的热物性,且容易获取、安全性高,引起了人们的广泛关注,针对超临界CO2流动传热现象进行研究具有十分重要的意义。本文运用实验方法与数值模拟手段,开展方形环腔通道内超临界CO2可视化实验研究与相应数值模拟研究,从宏观层面与微观边界层层面具体分析超临界
为解决超燃冲压发动机表面的热防护问题,包含主动再生冷却技术在内的众多冷却技术应运而生。其中再生冷却技术作为主动冷却技术的典型,其利用机载燃料作为冷却剂冷却高温壁面得到广泛的关注。由于燃料在冷却通道流动过程中伴随高温高压、高热流密度、大过热度的工况条件以及汽液物态转化的复杂过程,加之本身复杂的物理化学性质,诸多特点决定有必要对碳氢化合物在亚临界和超临界压力下的传热特性进行研究。本文采用实验手段首先以
固体火箭发动机燃烧室壳体中的绝热层作为固体火箭发动机重要组成部分,是位于推进剂和壳体之间的一层隔热材料,主要作用是防止外壳由于高温危及其结构完整性。燃烧室工作时的燃气温度高达2500~3900K,绝热层通过自身的分解与烧蚀保护发动机壳体的正常工作。EPDM橡胶作为一种较理想的壳体内绝热材料,具有吸热性强、密度低、耐热性好、抗氧化性能高、热分解温度高等优点,获得了广泛应用。目前,国内固体火箭发动机绝
沸腾换热是一种高效稳定的传热方式,在电子元器件、核反应堆运行等工业领域得到重要而广泛的应用。在池沸腾过程中,换热表面开始出现汽泡至汽膜形成之前为核态沸腾阶段。核态沸腾具有换热表面温差小、传热强的优势,是沸腾换热过程中重点研究对象。沸腾过程存在着复杂的相变现象,主要发生在汽泡接触线的固汽液界面处,并且在沸腾过程中换热效果受汽泡行为的影响。换热表面润湿性的改变也将影响汽-固-液交界面处的表面张力,直接
对建筑围护结构进行保温降噪处理是提高建筑环境舒适度的常用手段之一。在潮湿环境中,建筑墙体内的多孔保温隔音材料因孔隙率高的特点容易积聚液态水,导致其性能下降,引发霉变和腐蚀、墙体脱落等后果,严重时会危害人的生命健康。若能对墙体间保温隔音层的含水率进行实时监测,则可以提前采取相应的保养维护措施。目前,热脉冲法发展较为成熟并且被广泛应用于测量多孔材料的含水率,但仍存在改进的空间:一方面,双探针热脉冲法在
土的本构模型描述土的应力应变关系,通常以土工试验结果为依据,引入一定的假设,将荷载和变形用数学表达式联结。本构关系是分析土工结构承载力和变形稳定的基础,因而成为土力学和岩土工程中最重要和最有活力的研究课题之一。三轴试验由于应力条件明确、土样接近真实受力状态,成为建立土的应力应变模型和确定模型参数的主要试验方法。传统的三轴试验由于变形测量技术限制或本构模型简化,将土样视为均质的单元体,根据其整体表现