噴射式液體輸送泵內(nèi)部流場的數(shù)值模擬與優(yōu)化研究.pdf

1、噴射式液體輸送泵是一種利用高速流體作為工作動(dòng)力的流體機(jī)械和混合設(shè)備。它具有結(jié)構(gòu)簡單、加工容易、成本低廉、能夠在各種惡劣條件下穩(wěn)定工作、密封性好等一系列優(yōu)點(diǎn),在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)行業(yè)中廣泛應(yīng)用,產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益。在農(nóng)業(yè)植保機(jī)械中,它主要用做加水泵、給藥箱加水或者補(bǔ)充藥液。此外,還可以用做射流式混藥裝置。但是其比較低的傳質(zhì)傳能效率限制了進(jìn)一步的發(fā)展。如何能使噴射式液體輸送泵在不同環(huán)境中實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的性能,如何提高傳質(zhì)傳能效率,是困擾國內(nèi)外專家的一

2、個(gè)重要問題。
　　 以往的研究都偏重于局部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化對于泵整體性能的影響。本論文從結(jié)構(gòu)入手,研究泵內(nèi)不同比重流體的混合情況,以及噴射式液體輸送泵內(nèi)表面粗糙度對泵整體性能的影響,期望從整體上把握如何能使噴射式液體輸送泵實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的傳質(zhì)傳能效率。主要內(nèi)容如下:
　　 1.論述了噴射式液體輸送泵設(shè)計(jì)和應(yīng)用的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀。理論分析了噴射式液體輸送泵的內(nèi)部特性和汽蝕特性,初步掌握了泵內(nèi)部的流動(dòng)機(jī)理。
　　 2.介紹了CFD

3、技術(shù)的原理和數(shù)值模擬的步驟,利用PRO／E、CAD進(jìn)行三維和二維建模,GAMBIT網(wǎng)格劃分,初步模擬了噴射式液體輸送泵的內(nèi)部流場,并且與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,證明了數(shù)值模擬的正確性。
　　 3.通過標(biāo)準(zhǔn)的k-ε湍流模型,對噴射式液體輸送泵的縮小模型射流式混藥裝置進(jìn)行了內(nèi)部不同比重溶液混合效果的數(shù)值模擬。分別模擬了吸入流體比重為1.03 t／m3、1.1t／m3、1.18t／m3的NaCl溶液,工作流體為清水的三種情況下的內(nèi)部流體混合

4、情況。
　　 4.分別模擬了射流式混藥裝置吸入口高度為-1m、1m的的內(nèi)部流體混合情況。還通過模擬加長喉管長度為12mm、24mm、36mm來改善內(nèi)部流體的混合狀況。
　　 5.選用六種工作壓力、七種不同比重的NaCl溶液吸入流體、以及五個(gè)高度進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì),試驗(yàn)研究了噴射式液體輸送泵的縮小模型射流式混藥裝置的內(nèi)部不同比重流體的混合效果。并且利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)和模擬結(jié)果相對比,證明了模擬結(jié)果的正確性。
　　 6.理論探討