本文關(guān)鍵詞：兩級自吸離心泵設(shè)計及性能分析

  更多相關(guān)文章： 自吸離心泵 設(shè)計 性能分析 試驗(yàn)測試

【摘要】：自吸離心泵具有體積小、安裝簡單、維修方便等優(yōu)點(diǎn),在泵啟動頻繁、灌液困難的場所得到廣泛應(yīng)用�，F(xiàn)有自吸離心泵多為單級自吸泵,難以在有限徑向尺寸范圍內(nèi)得到較高的揚(yáng)程,多級自吸泵剛好可以彌補(bǔ)這一不足,既滿足自吸的要求,還能實(shí)現(xiàn)高揚(yáng)程的要求。目前,有關(guān)多級自吸泵的研究還比較缺乏,急需開展相關(guān)研究工作以完善多級自吸泵的設(shè)計方法和技術(shù)。本文以灑水車泵為應(yīng)用背景,對一臺兩級自吸離心泵進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計與水力設(shè)計,采用CFD方法分析了其內(nèi)流特性,同時為了調(diào)整該泵的使用范圍,研究了葉輪組合切割對其性能的影響。本文主要工作和研究成果如下:1.較為系統(tǒng)地概述和總結(jié)了自吸泵和多級泵的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。2.根據(jù)用于灑水車的自吸離心泵的實(shí)際使用要求進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計,同時對泵的首級葉輪、徑向?qū)~、次級葉輪和蝸殼等過流部件進(jìn)行了水力設(shè)計。3.采用CFX軟件對兩級自吸離心泵內(nèi)流進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了該泵不同工況下的能量性能、內(nèi)部流動、壓力脈動特性和徑向力特性,并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。研究發(fā)現(xiàn):(1)數(shù)值模擬結(jié)果表明,設(shè)計工況下,兩級自吸離心泵的揚(yáng)程為107.58m,效率為60.18%,滿足該泵的水力設(shè)計要求;在0.9Qd~1.4Qd的流量范圍內(nèi),均具有較高的效率。(2)從數(shù)值模擬得到的內(nèi)流場來看,流體在徑向?qū)~反導(dǎo)葉出口處的流態(tài)較差,產(chǎn)生的損失較大,因此基于CFD結(jié)果對反導(dǎo)葉的出口型式進(jìn)行了優(yōu)化。設(shè)計工況下,優(yōu)化導(dǎo)葉后該泵的效率提高了0.81個百分點(diǎn)。(3)對優(yōu)化后的兩級自吸離心泵進(jìn)行樣機(jī)試制,并進(jìn)行了水力性能試驗(yàn)和自吸試驗(yàn)。設(shè)計工況下,該泵的試驗(yàn)效率達(dá)到了60.58%,并且在52m3/h~85 m3/h的流量范圍內(nèi),試驗(yàn)效率均高于58%。同時,在自吸高度為4m時,該泵的自吸時間為154s,滿足該泵的設(shè)計要求。(4)對優(yōu)化后的泵進(jìn)行非定常數(shù)值模擬,分析了泵內(nèi)流體的壓力脈動和徑向力特性。隨著對導(dǎo)葉進(jìn)口的遠(yuǎn)離,導(dǎo)葉流道內(nèi)監(jiān)測點(diǎn)的壓力脈動系數(shù)峰峰值減小;隨著對隔舌的遠(yuǎn)離,蝸殼螺旋線段流道內(nèi)監(jiān)測點(diǎn)的壓力脈動系數(shù)峰峰值逐漸減小。流量較大時,葉片經(jīng)過隔舌位置的瞬間對隔舌附近的蝸殼流道內(nèi)的壓力脈動產(chǎn)生很大影響;流量較小時,上述影響較小。徑向?qū)~壁面受到的徑向力明顯小于蝸殼壁面受到的徑向力,同一工況下,次級泵的蝸殼壁面受到的徑向力幾乎是首級泵的徑向?qū)~壁面受到的徑向力的20倍。4.為了調(diào)整兩級自吸離心泵的使用范圍,采用數(shù)值模擬和試驗(yàn)測試相結(jié)合的方法研究了葉輪切割對該泵性能的影響。葉輪切割量的增加會使泵的最佳效率點(diǎn)向小流量工況移動。設(shè)計工況下,在兩級葉輪均切割6%后,揚(yáng)程下降了13%,但效率僅下降了1.69個百分點(diǎn),同時自吸時間延長了1.7%。因此,揚(yáng)程要求在94m~107m內(nèi)均可通過切割葉輪來滿足使用要求。葉輪切割量越大,徑向?qū)~和蝸殼壁面受到的徑向力越小,徑向?qū)~流道和蝸殼流道內(nèi)的壓力脈動也越小。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH311

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;在非設(shè)計工況下熱交換器的熱力特性[J];制冷技術(shù);1990年03期

2 王嘉煒,王正明;非設(shè)計工況下葉柵分離流動的非定常特性[J];工程熱物理學(xué)報;2004年06期

3 黃慧美;雙渦輪液力變矩器系列試驗(yàn)研究取得成果[J];工程機(jī)械;1984年01期

4 俞志君;趙博;巫進(jìn);姜大連;戴露;;非設(shè)計工況下離心泵二次流旋渦的流動軌跡數(shù)值模擬及試驗(yàn)研究[J];中國農(nóng)村水利水電;2011年09期

5 王正明,王嘉煒;非設(shè)計工況下動靜葉相互干擾的非定常流動特性[J];工程熱物理學(xué)報;2004年02期

6 侯暉昌;水輪機(jī)振動成因分析及其防止[J];廣東水電科技;1975年02期

7 李祺;張素香;孫鐵;馮春英;白石;;分支管路離心泵偏離設(shè)計工況下使用的性能調(diào)節(jié)[J];石油化工設(shè)備;2011年06期

8 王勇;劉厚林;袁壽其;談明高;王凱;;離心泵非設(shè)計工況空化振動噪聲的試驗(yàn)測試[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2012年02期

9 李軍,蘇明;遠(yuǎn)離設(shè)計工況的渦輪特性線計算[J];燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù);2004年01期

10 郝嬌;林長健;孫玉蘭;;偏離設(shè)計工況的離心泵葉輪改造計算[J];化工機(jī)械;2010年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 張謀雄;;冷水機(jī)組的空調(diào)設(shè)計工況[A];全國暖通空調(diào)制冷2002年學(xué)術(shù)年會資料集[C];2002年

2 羅曉健;;海洋工程船錨泊分析研究[A];第十四屆中國海洋（岸）工程學(xué)術(shù)討論會論文集（上冊）[C];2009年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張偉;葉片泵非設(shè)計工況葉輪內(nèi)部流動分析和預(yù)測[D];上海大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 蔣玲林;兩級自吸離心泵設(shè)計及性能分析[D];江蘇大學(xué);2016年

2 劉良;供熱二次網(wǎng)設(shè)計與實(shí)際運(yùn)行的對比研究[D];西安建筑科技大學(xué);2014年

3 任志安;離心泵內(nèi)流動數(shù)值模擬研究[D];中國石油大學(xué);2009年

，

本文編號：1182620