發(fā)布時(shí)間：2018-03-17 05:23

  本文選題：離心泵　切入點(diǎn)：面積比　出處：《江蘇大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：離心泵的振動(dòng)噪聲性能近年來受到廣泛關(guān)注,振動(dòng)噪聲的產(chǎn)生主要由機(jī)械因素和水力因素導(dǎo)致。機(jī)械因素導(dǎo)致振動(dòng)噪聲的原因目前學(xué)術(shù)界和工程界有了比較明晰的認(rèn)識(shí)和理解,并且有了相應(yīng)的降振減噪措施;而后者的誘因目前尚不完全清楚,相關(guān)的降噪措施體系也并不完善。離心泵內(nèi)部流動(dòng)與水力部件內(nèi)部流道結(jié)構(gòu)息息相關(guān),而水力部件流道的幾何參數(shù)間并非相互獨(dú)立,過流面積是建立各參數(shù)間關(guān)聯(lián)關(guān)系的橋梁,研究過流面積變化規(guī)律(面積比)與水力性能、激勵(lì)特性的內(nèi)在關(guān)系,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的各幾何參數(shù)單因素對(duì)泵性能的影響,可為低噪聲泵水力設(shè)計(jì)開辟新思路,提供新方法。為體現(xiàn)一定的普適性,覆蓋離心泵常用比轉(zhuǎn)速范圍,本文選擇6種中低比轉(zhuǎn)速離心泵為研究對(duì)象,構(gòu)建了從葉輪進(jìn)口至蝸殼喉部之間關(guān)鍵過流斷面的面積比,采用數(shù)值計(jì)算方法開展了大量各比轉(zhuǎn)速不同面積比下泵水力性能、激勵(lì)特性的數(shù)值預(yù)測(cè),分析、總結(jié)了面積比與泵性能的關(guān)聯(lián)關(guān)系,最終在閉式實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行外特性能及激勵(lì)特性測(cè)量,以驗(yàn)證數(shù)值模擬結(jié)果。主要工作及獲得的結(jié)論如下:1、對(duì)現(xiàn)有寬比轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的大量離心泵優(yōu)秀水力模型進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),總結(jié)出了不同比轉(zhuǎn)速泵的面積比分布情況。中低比轉(zhuǎn)速的面積比分布范圍較寬,高比轉(zhuǎn)速的面積比取值較集中。2、對(duì)6種中低比轉(zhuǎn)速離心泵展開全流道的面積比設(shè)計(jì),對(duì)其進(jìn)行多工況的定常計(jì)算和在設(shè)計(jì)工況下的非定常計(jì)算。提出了水力效率降系數(shù)Δη、壓力脈動(dòng)系數(shù)Cp、葉頻幅值降系數(shù)ΔCp以及某一頻段內(nèi)的RMS值等水力性能和激勵(lì)特性的評(píng)價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn)。3、通過對(duì)葉輪吸入段性能的分析,獲得了不同面積比對(duì)葉輪性能影響的規(guī)律。葉輪進(jìn)口雷諾數(shù)Re隨比轉(zhuǎn)速變化較大,Re在一定范圍內(nèi)對(duì)葉輪水力性能影響較小,但對(duì)壓力脈動(dòng)性能影響較大,如比轉(zhuǎn)速ns=125時(shí)葉輪水力效率在Re=5.49~6.06×105內(nèi)幾乎沒有變化,而葉頻幅值則先降低后增加。葉片進(jìn)口面積S_1與進(jìn)口面積S_0之比的值隨比轉(zhuǎn)速變化較小,其范圍為S_1/S_0=0.3~0.6,在此范圍內(nèi),不同比轉(zhuǎn)速不同面積比的葉輪水力性能和壓力脈動(dòng)能量變化較大,其隨面積比變化的規(guī)律性較弱。4、不同比轉(zhuǎn)速下的葉輪內(nèi)葉片流道出口與進(jìn)口面積比值S2/S_1較為集中,即S2/S_1在1.1~1.5之間;葉輪水力性能和激勵(lì)特性對(duì)面積比S2/S_1較為敏感,但二者之間的規(guī)律性較弱。蝸殼基圓過流斷面面積與葉輪出口面積比S_3/S2關(guān)系中,當(dāng)葉輪出口面積S2變化較大時(shí),泵水力性能及激勵(lì)特性變化較大;相反,當(dāng)S2變化較小時(shí),S_3/S2的變化對(duì)泵水力性能影響則較小,適當(dāng)增大面積S_3/S2有利于降低泵內(nèi)的壓力脈動(dòng)水平。5、喉部面積與蝸殼基圓斷面面積之比S_4/S_3中喉部面積占主導(dǎo);僅喉部面積發(fā)生變化時(shí),泵的水力效率隨面積比的增加而降低,徑向力變化較小,壓力脈動(dòng)水平降低。蝸殼面積變化規(guī)律對(duì)泵水力性能影響顯著,采用上凸式和S型變化規(guī)律的蝸殼時(shí)泵的水力性能較佳,采用線性式變化規(guī)律的蝸殼徑向力最小,S型變化規(guī)律的蝸殼則可有效降低泵內(nèi)的壓力脈動(dòng)水平。比轉(zhuǎn)速ns=69的模型泵葉輪出口面積與蝸殼喉部面積之比Y在2.93~3.32內(nèi)時(shí),其對(duì)泵水力性能影響較小;當(dāng)Y大于3時(shí),壓力脈動(dòng)能量得到有效降低。6、在閉式實(shí)驗(yàn)臺(tái)上對(duì)低比轉(zhuǎn)速模型泵進(jìn)行外特性能、壓力脈動(dòng)測(cè)量,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明不同面積比的壓力脈動(dòng)頻譜特性相似,軸頻能量隨流量和測(cè)點(diǎn)的變化較小。與數(shù)值模擬結(jié)果相同,適當(dāng)減小面積比Y的值能有效降低壓力脈動(dòng)能量。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TH311

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1623357