论文题目：基于FLUENT的液体射流泵流动和性能仿真
摘要：射流泵是一种流体机械,它是一种利用工作射流来引射并输送流体的反应设备。结构简单、工作可靠的特点使其在水利、电力、石油化工等多个领域都被广泛应用。本论文针对石油油井开采应用的射流泵做了 一些新的结构设计,并着重就射流泵应用中一般存在的泵效低等问题,采用FLUENT软件进行了详细的流动和性能数值模拟,具体完成的工作如下:（1）射流泵结构方案设计:采用三维图形设计软件UG对油井开采应用的射流泵进行了结构设计,设计包括内部结构尺寸和外部泵体两方面,综合考虑了泵内流场的性能、结构可靠性和加工维修经济性,由传统理论设计计算确定了其结构基本尺寸,通过基本性能方程得到了该射流泵的性能及效率曲线,经流固耦合分析,验证了该结构运行可靠稳定;（2）借助FLUENT软件完成了恒定射流泵内部流场数值模拟:即对流场施加恒定质量流量的工作流体,对泵内部流场进行流动和性能的数值模拟,通过对比不同喉嘴距、面积比下验证有效的模拟值数据,得到在一定流量比范围内喉嘴距最优解约为2d,面积比最优解约为6.06;（3）完成了脉冲射流泵内部流场数值模拟:通过UDF编程对流场施加质量流量呈矩形、三角脉冲变化的工作流体,分析脉冲射流泵内部流场的压力场、速度场,得到与恒定射流模拟基本相同的结构参数最优解,并验证了脉冲,尤其是20Hz的矩形脉冲能够较大提高射流泵的工作效率;（4）射流泵设计软件开发:基于VB.NET开发了集汽蚀性能校核、内部流场模型输出功能的射流泵设计软件JPKF,软件操作方便,能够提高射流泵的设计效率。本论文完成的射流泵结构设计及其内部流场的数值模拟和设计软件开发,将为后续射流泵结构和工作参数的优化及应用提供初步理论依据。
关键词：射流泵;结构设计;数值模拟;脉冲射流;FLUENT
学科专业：机械工程（专业学位）
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 射流泵的发展及研究现状
1.2.1 射流泵基础理论发展介绍
1.2.2 内部流场的数值分析及试验
1.2.3 应用领域及发展趋势
1.3 本论文主要的研究工作
1.3.1 本论文的研究内容
1.3.2 本论文的创新点
第二章 射流泵结构设计及流固耦合分析
2.1 射流泵的结构及工作原理
2.2 射流泵的基本性能方程
2.2.1 有限空间射流基本理论
2.2.2 基本性能方程
2.3 石油油井开采射流泵结构设计计算
2.3.1 射流泵性能计算
2.3.2 内部结构尺寸设计
2.3.3 射流泵泵体设计
2.4 基于CFD计算的结构强度分析
2.4.1 计算域的确定及网格划分
2.4.2 流场及结构强度求解设置
2.4.3 基于CFD计算的结构耦合求解
2.5 本章小结
第三章 恒定射流泵内部流场的数值模拟
3.1 流体动力学控制方程
3.2 恒定射流泵模拟结果与分析
3.2.1 模拟结果有效性分析
3.2.2 压力场、速度场分析
3.3 恒定射流泵内部流场优化分析
3.3.1 不同喉嘴距下射流泵性能分析
3.3.2 不同面积比下射流泵性能分析
3.4 本章小结
第四章 脉冲射流泵内部流场的数值模拟
4.1 脉冲液体射流泵模拟的边界条件
4.2 脉冲射流泵模拟结果与分析
4.3 脉冲射流泵内部流场优化分析
4.3.1 不同喉嘴距下脉冲射流泵性能分析
4.3.2 不同面积比下脉冲射流泵性能分析
4.4 本章小结
第五章 基于VB.NET的液体射流泵设计软件
5.1 开发流程
5.2 主要功能介绍
5.3 VB.NET操作
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 研究展望
参考文献
致谢
作者和导师简介
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