本文選題：離心泵 + 葉片包角��； 參考：《蘭州理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：離心泵廣泛應(yīng)用于石油化工、造船、農(nóng)田灌溉等生活生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。葉輪作為離心泵內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的核心部件,其性能的好壞直接影響著離心泵整機(jī)的性能,而葉片形狀對葉輪的水動力特性具有決定性的影響。因此,在原始水力設(shè)計的基礎(chǔ)上,通過修改葉片型線來改變液體表面流體動力負(fù)荷,以達(dá)到提高離心泵水力性能的目的。應(yīng)用計算機(jī)輔助設(shè)計和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,在分析葉輪機(jī)械內(nèi)部流場的基礎(chǔ)上,通過利用不同的葉片包角和出口安放角的組合得到離心泵葉輪水力設(shè)計方案,再利用數(shù)值模擬分析軟件篩選出液流流態(tài)更好且流動過程中盡可能少的出現(xiàn)漩渦、回流和二次流等不穩(wěn)定現(xiàn)象的優(yōu)良葉輪模型。可以提高設(shè)計效率并減少研發(fā)成本和研發(fā)周期。本文以KQW250-400型單級單吸建筑物離心泵為研究對象。由于建筑物用泵環(huán)境的特殊性及其使用范圍甚廣,使得人們對其工作效率及使用壽命有較高的要求,因此對離心泵葉輪的水力性能提出了更高的設(shè)計目標(biāo)。本文通過對葉輪主要參數(shù)的分析和綜合考慮各種影響因素,通過改變?nèi)~片包角Φ和葉片出口安放角β_2得到了葉輪的5個改進(jìn)方案。利用PCAD軟件得到5個葉輪的二維水力圖并對5個葉輪方案進(jìn)行精確的全流道三維實(shí)體建模和非結(jié)構(gòu)化四面體網(wǎng)格劃分。最后基于標(biāo)準(zhǔn)κ-ε湍流模型,利用SIMPLEC算法,對5個離心泵模型在0.6Q_(opt)、0.8Q_(opt)、1.0Q_(opt)、1.2Q_(opt)、1.5Q_(opt)(Q_(opt)為設(shè)計流量)工況下進(jìn)行數(shù)值模擬得到其相應(yīng)外特性曲線同時對離心泵內(nèi)部流動特性展開研究。利用軟件得到5個改進(jìn)葉輪在各工況下的內(nèi)部靜壓、速度云圖、流線分布和湍動能等分布特性并進(jìn)行對比分析。表明小流量下,尤其是0.8Q_(opt)工況下時,液流流態(tài)相對較差,在靠近蝸殼隔舌處出現(xiàn)脫流現(xiàn)象,說明葉輪對流體的控制作用較差,能量損失較為嚴(yán)重;在大流量下,流動均勻,能量損失也相對較小。綜合考慮各種因素,最終確定葉片包角Φ=126°,葉片出口安放角β_2=24°的葉輪性能最佳。它在設(shè)計流量點(diǎn)550m~3/h,數(shù)值模擬揚(yáng)程為53.49 m,效率為87.66%,軸功率為91.17 kW,各項(xiàng)性能都達(dá)到設(shè)計要求。按照1:1的比例將所得葉輪通過三維快速成型設(shè)備得到其三維蠟?zāi)Ｄ＞?通過熔蠟得到2Cr13葉輪鑄造。并對原始離心泵模型和帶改進(jìn)葉輪的離心泵模型在離心泵清水試驗(yàn)臺進(jìn)行外特性試驗(yàn),測試結(jié)果表明:原始離心泵模型在流量為551.381 m3/h時,揚(yáng)程為49.1 m,效率為79.88%,軸功率為92.319 kW;帶改進(jìn)葉輪的離心泵模型在流量為440.363m3/h時,揚(yáng)程為55.48 m,效率為82.7%,軸功率為80.454 kW;流量為550.823 m~3/h時,揚(yáng)程為51.84 m,效率為85.65%,軸功率為90.794 kW;流量為661.432 m~3/h時,揚(yáng)程為47.02m,效率為84.16%,軸功率為100.646 kW。最終在設(shè)計流量點(diǎn)帶改進(jìn)葉輪的離心泵效率提高了5.77%,揚(yáng)程提高了2.74 m,改進(jìn)后離心泵效率整體高于改進(jìn)前,同時該研究將極大的提高建筑物用泵的效率,提高經(jīng)濟(jì)效益降低能耗。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TH311

【參考文獻(xiàn)】

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1 趙偉國;盛建萍;楊軍虎;宋啟策;;基于CFD的離心泵優(yōu)化設(shè)計與試驗(yàn)[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2015年21期

2 張帆;袁壽其;付強(qiáng);胡博;;帶分流葉片低比轉(zhuǎn)速無過載離心泵優(yōu)化設(shè)計[J];流體機(jī)械;2013年06期

3 崔寶玲;孟嘉嘉;賈曉奇;;基于CFD技術(shù)的多級潛水泵優(yōu)化設(shè)計[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報;2012年11期

4 楊軍虎;張建華;孫慶沖;王曉暉;;葉片型線及厚度變化規(guī)律對離心泵性能的影響[J];蘭州理工大學(xué)學(xué)報;2011年05期

5 潘中永;謝蓉;曹英杰;李曉俊;;葉片安放角變化規(guī)律對離心泵性能影響分析[J];排灌機(jī)械;2009年05期

6 陳允中;;全球工業(yè)泵的發(fā)展及中國工業(yè)泵產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];中國建設(shè)信息(水工業(yè)市場);2008年12期

7 高殿榮;王廣義;;錐形螺旋軸流血泵流場三維數(shù)值模擬與分析[J];機(jī)械工程學(xué)報;2007年09期

8 楊華;谷傳綱;湯方平;劉超;;基于CFD紊流計算的離心泵葉型優(yōu)化設(shè)計[J];揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年03期

9 施衛(wèi)東;汪永志;沙毅;劉厚林;王準(zhǔn);;旋流泵內(nèi)部流動的研究[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報;2006年01期

10 曲延鵬,陳頌英,張洪法;離心泵出口角的改變對穩(wěn)態(tài)水力性能影響的實(shí)驗(yàn)研究[J];流體機(jī)械;2005年10期

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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

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本文編號：1731311