【摘要】：液環(huán)真空泵是工業(yè)生產(chǎn)中常用的一種特殊泵,因其內(nèi)部的非定常、漩渦、氣液兩相流、可壓縮、回流等復(fù)雜流動(dòng)現(xiàn)象,導(dǎo)致其泵的性能較差,所以一直以來(lái),如何提高液環(huán)真空泵的性能,對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)分析,保證其長(zhǎng)期可靠運(yùn)行,是一項(xiàng)重要的課題。本論文主要從液環(huán)真空泵的葉輪和吸氣口兩方面展開(kāi)研究,一方面利用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法對(duì)葉輪進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),另一方面針對(duì)吸氣口回流現(xiàn)象對(duì)吸氣口形狀進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。采用數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究?jī)煞N研究方法,對(duì)這兩方面的內(nèi)容進(jìn)行研究分析,主要工作和得到的結(jié)論如下:1.對(duì)液環(huán)真空泵進(jìn)行全流道數(shù)值模擬計(jì)算,將數(shù)值模擬得到的進(jìn)口真空度與試驗(yàn)測(cè)得的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)兩者變化趨勢(shì)較為吻合,從而可以運(yùn)用該數(shù)值模擬方法對(duì)液環(huán)真空泵進(jìn)行可靠的性能預(yù)測(cè)。2.首先對(duì)液環(huán)真空泵葉輪的諸多幾何參數(shù)進(jìn)行敏感性分析,選取對(duì)進(jìn)口真空度影響較大的輪轂比、偏心距、葉片數(shù)和葉片出口安放角4個(gè)幾何參數(shù)作為正交試驗(yàn)的試驗(yàn)因素。然后根據(jù)正交試驗(yàn)原理進(jìn)行試驗(yàn)方案設(shè)計(jì),以進(jìn)口真空度和軸功率作為評(píng)判指標(biāo),對(duì)數(shù)值模擬的9組正交試驗(yàn)方案的結(jié)果分別進(jìn)行直觀分析、極差分析和方差分析,綜合考慮分析結(jié)果,確定此次優(yōu)化方案為輪轂比為0.4,偏心距為16mm,葉片數(shù)為14,葉片出口安放角為50°。最后對(duì)比優(yōu)化前后模型的數(shù)值計(jì)算結(jié)果,發(fā)現(xiàn)在額定工況下,優(yōu)化后模型的進(jìn)口真空度比優(yōu)化前的高2.38kPa,而優(yōu)化后的軸功率卻減少了0.06kW,內(nèi)部流動(dòng)狀態(tài)也有所改善,說(shuō)明通過(guò)采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法結(jié)合數(shù)值模擬可實(shí)現(xiàn)液環(huán)真空泵葉輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。3.通過(guò)對(duì)液環(huán)真空泵吸氣口回流現(xiàn)象的研究,發(fā)現(xiàn)液環(huán)真空泵吸氣口的回流現(xiàn)象在各個(gè)工況下均會(huì)發(fā)生,但回流強(qiáng)度和回流發(fā)生的位置卻有所差別。在小流量工況下,回流主要發(fā)生在吸氣口上端,回流強(qiáng)度較大,隨著流量的增大,吸氣口上端的回流減弱,而吸氣口下端的回流卻在逐漸增強(qiáng),在大流量工況時(shí),回流發(fā)生在吸氣口下端,回流強(qiáng)度較弱。在各個(gè)工況運(yùn)行的過(guò)程中,吸氣口中間的氣體流動(dòng)受回流影響較小。根據(jù)對(duì)吸氣口處的壓力分布的分析,發(fā)現(xiàn)吸氣口發(fā)生回流的原因是由于吸氣段內(nèi)的壓力低于對(duì)應(yīng)的葉輪內(nèi)吸氣區(qū)的壓力所致。根據(jù)吸氣口回流現(xiàn)象,對(duì)吸氣口形狀進(jìn)行有依據(jù)的改進(jìn)。對(duì)改進(jìn)方案的數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析,結(jié)果表明:在保證吸氣口面積不變的前提下,根據(jù)液環(huán)真空泵的運(yùn)行需要,有針對(duì)性地適當(dāng)調(diào)節(jié)吸氣口的始端角和末端角,可以改善吸氣口的回流,在一定程度上能夠提高泵的性能。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TB752
【圖文】：

圖 2.1 網(wǎng)格單元上的變量表示錯(cuò)網(wǎng)格，陰影部分表示液體，空白部分表示（2.22）的差分格式為1,1 2, 1 2, , 1 2 , 1 2n i ji j i j i j i ji jFF F F Ft x y , , 1 2,j i j F 為通過(guò)指定網(wǎng)格單元邊界上的流通元中流進(jìn)，流出的方向，則流通量的積分形 1 2,1 2,, 1 2, 1 211jii ji jj yi ji ji xF dt uf dyt yF dt vf dxt x

基于正交試驗(yàn)及 CFD 的液環(huán)真空泵優(yōu)化設(shè)計(jì)液環(huán)真空泵數(shù)值計(jì)算方案的確定和采用數(shù)值模擬的方法進(jìn)行研究，那么有必要對(duì)研究細(xì)的說(shuō)明。從液環(huán)真空泵的工作原理出發(fā)，對(duì) SZB，劃分結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，最后導(dǎo)入 Fluent15.0 進(jìn)行數(shù)值確定了一套比較成熟的液環(huán)真空泵數(shù)值模擬的方方法的可靠性，為后續(xù)的研究工作奠定了基礎(chǔ)�？毡玫墓ぷ髟肀檬且环N用來(lái)抽送氣體的特殊泵，它的主要部件有1 所示。

碩士學(xué)位論文15圖 3.2 液環(huán)真空泵液環(huán)內(nèi)表面示意圖3.2 幾何模型的建立本文的研究對(duì)象為 SZB-8 型液環(huán)真空泵，其幾何參數(shù)如表 3.1 所示。表 3.1 SZB-8 型液環(huán)真空泵幾何參數(shù)零件 幾何參數(shù) 單位 數(shù)值泵體殼體內(nèi)表面半徑 R徑向間隙 fmmmm1051葉輪葉輪軸向?qū)挾?B mm 50葉輪半徑 r2mm 90輪轂半徑 r1mm 45偏心距 e mm 14葉片數(shù) Z - 12葉輪淹沒(méi)深度 a mm 7.2吸氣口始端角 xdeg 37吸氣口末端角 xdeg 160排氣口始端角 ydeg 240排氣口末端角 ydeg 40葉輪轉(zhuǎn)速 n r/min 1450葉片進(jìn)口安放角 deg 90葉片出口安放角 deg 30葉片包角 deg 20其它參數(shù)氣體膨脹系數(shù) - 2輪轂比 - 0.5相對(duì)淹沒(méi)深度 - 0.08寬度比 - 1考慮葉片形狀、葉片數(shù)影響的修正系數(shù) - 0.85SZB-8 型液環(huán)真空泵的主要幾何參數(shù)示意圖如圖 3.3 所示。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王洪保;;液環(huán)真空泵運(yùn)行工藝改進(jìn)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用[J];化工管理;2018年25期

2 ;液環(huán)真空泵[J];化工裝備技術(shù);1989年04期

3 卓宗一;液環(huán)真空泵降低能源費(fèi)用[J];化學(xué)世界;1980年08期

4 周健;;液環(huán)真空泵工作原理、啟停及常見(jiàn)故障分析[J];內(nèi)燃機(jī)與配件;2018年06期

5 顧元英,王瑋;介紹一種新型有效的擠奶機(jī)液環(huán)真空泵[J];中國(guó)奶牛;2002年04期

6 錢(qián)伯章;液環(huán)真空泵及其應(yīng)用[J];化工煉油機(jī)械;1983年04期

7 朱文珍;;國(guó)產(chǎn)液環(huán)真空泵機(jī)組在PTA項(xiàng)目中的應(yīng)用[J];通用機(jī)械;2006年06期

8 俞鳴永;張丹;;某電廠4~#機(jī)組采用智能變頻羅茨-液環(huán)真空泵改造應(yīng)用[J];能源研究與利用;2018年05期

9 許龍飛;;液環(huán)真空泵機(jī)組在物料輸送與回收中的應(yīng)用[J];化工設(shè)備與管道;2017年03期

10 孫兆申;馬振軍;魏可奇;馬磊;賈世琦;;液環(huán)真空泵的改造[J];四川化工;2016年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前3條

1 趙萬(wàn)勇;宋乾斌;;基于CFD的液環(huán)真空泵吸氣口回流流場(chǎng)特性研究[A];水力機(jī)械學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)暨第11屆全國(guó)水力機(jī)械及其系統(tǒng)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2018年

2 林漢光;;液環(huán)真空泵及機(jī)組節(jié)能設(shè)計(jì)和選型的方法探討[A];真空工程學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2009年

3 林漢光;;液環(huán)真空泵串聯(lián)大氣噴射器機(jī)組在芳烴抽提裝置的應(yīng)用[A];廣東省真空學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前4條

1 全媒體記者 李洪江;鄂州產(chǎn)液環(huán)真空泵出口巴基斯坦[N];鄂州日?qǐng)?bào);2018年

2 通訊員 張鮮;我市新增13個(gè)高新技術(shù)產(chǎn)品[N];鄂州日?qǐng)?bào);2017年

3 記者 李洪江 通訊員 吳東海;我市制定的兩個(gè)省級(jí)標(biāo)準(zhǔn)首次通過(guò)專(zhuān)家評(píng)審[N];鄂州日?qǐng)?bào);2015年

4 本報(bào)記者 崔玉平;泵業(yè)產(chǎn)銷(xiāo)現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng) 自主創(chuàng)新成主旋律[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 宋乾斌;基于正交試驗(yàn)及CFD的液環(huán)真空泵優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];蘭州理工大學(xué);2019年

2 舒亞籃;液環(huán)真空泵系統(tǒng)的性能研究[D];華南理工大學(xué);2018年

3 黃廣平;兩級(jí)液環(huán)真空泵的數(shù)值模擬研究[D];華中科技大學(xué);2016年

4 廖濟(jì);液環(huán)真空泵的數(shù)值模擬研究[D];華中科技大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2781358