本文關鍵詞：壓水室擴散段斷面面積變化規(guī)律對離心泵性能影響的研究

  更多相關文章： 離心泵 壓水室 擴散段 斷面面積 數(shù)值模擬 試驗研究

【摘要】：效率是離心泵最重要的性能指標之一,離心泵運行時壓水室內的水力損失較大,會嚴重影響其工作效率。壓水室擴散段是離心泵的主要過流部位,從擴散段進口斷面至出口斷面,存在著斷面面積不斷增大和斷面形狀由不規(guī)則逐漸過渡為規(guī)則的雙重變化。擴散段的傳統(tǒng)設計方法在結構形式上只注重其斷面形狀的光滑過渡,忽略了斷面面積按不同規(guī)律增大時造成水力損失對泵性能的影響。因此,本文以壓水室擴散段為研究重點,通過理論分析、數(shù)值模擬以及試驗研究相結合的方式,深入研究離心泵壓水室擴散段斷面面積變化規(guī)律對其性能的影響,所做的主要工作和取得的成果如下:1.系統(tǒng)分析國內外離心泵水力蝸殼的研究現(xiàn)狀和離心泵數(shù)值模擬的基礎理論,通過對模型泵IS50-32-125進行定常數(shù)值計算,詳細給出離心泵流體域建模、網(wǎng)格劃分以及數(shù)值模擬的全過程。2.對離心泵蝸殼內水力損失模型進行理論分析和計算,提出壓水室擴散段斷面面積均勻增大的L型變化規(guī)律和和非均勻增大的U型、N型變化規(guī)律。通過分析與計算,給出半圓形進口擴散段斷面面積按3種變化規(guī)律實現(xiàn)壓水室造型的數(shù)學模型和非半圓形進口擴散段斷面面積按3種變化規(guī)律實現(xiàn)壓水室造型的方法。3.選取3臺典型模型泵,在設計工況下,分別對其擴散段斷面面積均勻增大的L型變化規(guī)律和非均勻增大的U型、N型變化規(guī)律進行數(shù)值計算以及對離心泵的內、外特性進行分析,結果表明:在設計工況下,L型擴散段斷面面積變化規(guī)律是最佳規(guī)律,相對于U型規(guī)律,3臺模型泵的揚程最大可提高1.26%,平均提高0.74%,效率最優(yōu)可提高0.62%,平均提高0.51%。4.針對3臺模型泵,分別在小流量和大流量工況下進行數(shù)值計算,得出各模型泵在3種擴散段斷面面積變化規(guī)律下的性能曲線。通過對離心泵內流場速度矢量與性能曲線特征分析,結果表明:傳統(tǒng)壓水室擴散段的設計方法其內部水力損失更大,不同工況下3種擴散段斷面面積變化規(guī)律對泵性能的影響不一致,但整體上,壓水室擴散段斷面面積按L型規(guī)律變化時,離心泵揚程、效率更高,即壓水室擴散段斷面面積均勻增大時離心泵的性能最佳。5.在數(shù)值模擬結果的基礎之上,對壓水室擴散段斷面面積均勻增大的模型泵進行試驗研究。結果表明:在設計工況下,離心泵的揚程提高1.14%,效率提高0.52%。數(shù)值模擬研究與試驗研究的結論一致,研究方法合理,結論準確。
【關鍵詞】：離心泵 壓水室 擴散段 斷面面積 數(shù)值模擬 試驗研究
【學位授予單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH311
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 國內外研究進展及現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 離心泵數(shù)值模擬現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 離心泵實驗研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 壓水室流場測試進展14
• 1.2.4 壓水室水力設計進展14-15
• 1.3 研究內容及技術路線15-16
• 1.3.1 研究內容15-16
• 1.3.2 技術路線16
• 1.4 本章小結16-18
• 第2章 離心泵內流場數(shù)值模擬分析18-31
• 2.1 離心泵流體域建模18-21
• 2.1.1 葉輪流體域建模19-20
• 2.1.2 蝸殼流體域建模20-21
• 2.1.3 進水管流體域建模21
• 2.2 網(wǎng)格劃分及參數(shù)設置21-23
• 2.2.1 網(wǎng)格劃分與無關性分析21-23
• 2.2.2 參數(shù)設置及邊界條件23
• 2.3 離心泵內流場模擬計算23-29
• 2.3.1 計算前處理24-26
• 2.3.2 計算結果與分析26-28
• 2.3.3 計算結果后處理28-29
• 2.4 本章小結29-31
• 第3章 壓水室擴散段斷面面積變化規(guī)律研究31-43
• 3.1 壓水室水力損失模型31-33
• 3.1.1 蝸形段水力損失31-32
• 3.1.2 擴散段水力損失32-33
• 3.2 擴散段斷面面積變化規(guī)律33-36
• 3.2.1 擴散段的傳統(tǒng)設計方法33-34
• 3.2.2 擴散段斷面面積變化規(guī)律的優(yōu)化設計方法34-36
• 3.3 不同斷面面積變化規(guī)律的擴散段設計36-38
• 3.3.1 半圓形進口斷面的擴散段設計37-38
• 3.3.2 非半圓形進口斷面的擴散段設計38
• 3.4 模型泵壓水室改型設計38-42
• 3.5 本章小結42-43
• 第4章 擴散段斷面面積變化對泵性能影響的數(shù)值研究43-58
• 4.1 計算模型與研究方案43-44
• 4.1.1 計算模型43-44
• 4.1.2 研究方案44
• 4.2 擴散段斷面面積變化對泵性能的影響44-57
• 4.2.1 離心泵性能變化的外特性分析45-48
• 4.2.2 離心泵內部流場分析48-57
• 4.3 本章小結57-58
• 第5章 擴散段斷面面積變化對泵性能影響的試驗研究58-63
• 5.1 試驗裝置及方案58-60
• 5.1.1 試驗裝置58-59
• 5.1.2 試驗方案59-60
• 5.2 試驗結果與分析60-62
• 5.3 本章小結62-63
• 第6章 總結與展望63-65
• 6.1 總結63-64
• 6.2 展望64-65
• 參考文獻65-68
• 致謝68-69
• 攻讀學位期間參加的科研項目和成果69

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 許術武,劉喜安,張素麗;用行列式精確計算斷面面積[J];河北水利水電技術;2002年03期

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中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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本文編號：1023156