【摘要】： 離心泵反轉(zhuǎn)作為能量回收透平,可以驅(qū)動(dòng)泵、風(fēng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械來(lái)回收液體壓力能。大量的學(xué)者研究表明：離心泵反轉(zhuǎn)運(yùn)行需解決的關(guān)鍵問(wèn)題是選型和工作不穩(wěn)定。前一個(gè)問(wèn)題,國(guó)內(nèi)外研究的比較多,但是結(jié)論相差較大,使得廠家用起來(lái)無(wú)所適從；工作不穩(wěn)定在此特指小流量工況效率著降,轉(zhuǎn)速達(dá)不到額定轉(zhuǎn)速的現(xiàn)象,這方面的研究相對(duì)比較少,實(shí)際中都是依靠電機(jī)來(lái)輔助做功。因此,本文在前人的研究成果的基礎(chǔ)上,以4臺(tái)不同比轉(zhuǎn)速的單級(jí)離心泵為研究對(duì)象,從以下幾個(gè)方面,對(duì)上述兩個(gè)問(wèn)題做了更深入的探討。 (1)總結(jié)前人預(yù)測(cè)離心泵反轉(zhuǎn)最優(yōu)工況參數(shù)的方法,提出了更全面、適用性更廣泛的預(yù)測(cè)關(guān)系式的數(shù)學(xué)模型；用統(tǒng)計(jì)的方法對(duì)4臺(tái)低比轉(zhuǎn)速離心泵的數(shù)值試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,得到了泵的流量、揚(yáng)程、功率與反轉(zhuǎn)作為能量回收透平時(shí)的流量、水頭和功率之間的關(guān)系。 (2)選取一臺(tái)離心泵反轉(zhuǎn)的三個(gè)典型工況(大流量工況、最優(yōu)工況和小流量工況)進(jìn)行流場(chǎng)分析,從內(nèi)部流場(chǎng)分布的角度分析了泵反轉(zhuǎn)工況的外特性表現(xiàn)。 (3)以離心泵反轉(zhuǎn)最優(yōu)工況的參數(shù),按照常規(guī)混流式水輪機(jī)導(dǎo)葉的設(shè)計(jì)方法,為離心泵設(shè)計(jì)了一個(gè)導(dǎo)葉。并對(duì)加與不加導(dǎo)葉兩種情況下的數(shù)值試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。 通過(guò)對(duì)以上問(wèn)題的研究,得出以下結(jié)論： (1)提出了離心泵反轉(zhuǎn)工況下性能預(yù)測(cè)的數(shù)學(xué)模型,利用該數(shù)學(xué)模型計(jì)算比轉(zhuǎn)速在30到80之間的泵反轉(zhuǎn)工況下的性能參數(shù),其計(jì)算值與試驗(yàn)值非常接近,可以在工程實(shí)際中應(yīng)用。 (2)通過(guò)對(duì)離心泵反轉(zhuǎn)不同工況的數(shù)值模擬,分析內(nèi)部流場(chǎng)發(fā)現(xiàn)：即使是最優(yōu)工況,葉片工作面的相對(duì)速度也有一個(gè)旋渦,背面進(jìn)口邊附近流動(dòng)紊亂。這些是由于反轉(zhuǎn)的最優(yōu)工況流量比正轉(zhuǎn)大,轉(zhuǎn)輪入口負(fù)沖角過(guò)大,沖擊葉片造成的。 (3)設(shè)計(jì)的導(dǎo)葉的確改善了轉(zhuǎn)輪的入流狀況,葉片工作面、背面的相對(duì)速度矢量分布均勻、流暢。和沒(méi)有導(dǎo)葉的情況相比,最優(yōu)效率向大流量偏移；雖然最高效率的數(shù)值有些降低,但是隨著流量的減小,效率顯著下降的程度減弱了,穩(wěn)定性增強(qiáng)。
【圖文】：

圖1.1用電機(jī)輔助做功的泵反轉(zhuǎn)運(yùn)行回收液體能量的裝置示意圖下，反轉(zhuǎn)泵型屬于外力驅(qū)動(dòng)式裝置，即其加壓泵由外電輔助形式，這種裝置在可回收的能量小的情況下、也，使用范圍廣。轉(zhuǎn)作為能量回收透平應(yīng)用中的問(wèn)題結(jié)了工業(yè)中常用離心泵反轉(zhuǎn)作為能量回收透平的性能力透平與泵的揚(yáng)程一流量特性曲線的趨勢(shì)相反，液力透后，壓頭隨流量的增加而迅速上升。液力透平用時(shí)，它的最佳效率值與作泵用時(shí)的最佳效率量點(diǎn)處;而且在該點(diǎn)右側(cè)效率下降緩慢，因此宜于在運(yùn)行。

1.3.2離心泵反轉(zhuǎn)工況性能的改善文獻(xiàn)l’]提出用離心泵反轉(zhuǎn)作為能量回收透平，對(duì)進(jìn)口邊修圓會(huì)提高回收效率，但是沒(méi)有給出具體的理論解釋和試驗(yàn)證明。如圖1.4，日本的新濱仁等l川針對(duì)葉片進(jìn)口邊修圓專門做了試驗(yàn)研究，作者對(duì)進(jìn)口邊分別作了三種不同的處理。結(jié)果顯示:最高效率依Ra、Rb、Rc、Rd的順序逐漸增高，，Ra對(duì)應(yīng)的最高效率點(diǎn)流量沒(méi)有多大變化，但是效率卻最高，大約比沒(méi)有加工的Rd形狀高2%左右。而Rb、Rc的效率大體相同，比Rd提高約1%，但它們?cè)谧罡咝庶c(diǎn)流量有些偏差。由此表明，轉(zhuǎn)輪進(jìn)口前緣變薄修圓后，會(huì)使碰撞損失減少，效率提高。其中，尤其是對(duì)轉(zhuǎn)輪進(jìn)口前緣壓力面進(jìn)行加工最為有效。其次文獻(xiàn)1111還提出對(duì)轉(zhuǎn)輪進(jìn)口外徑加工
【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】：2010
【分類號(hào)】：TH311

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 王桃;孔繁余;何玉洋;楊孫圣;;離心泵作透平的研究現(xiàn)狀[J];排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào);2013年08期

本文編號(hào)：2630698