【摘要】：導(dǎo)葉式多級井用潛水泵在實踐生產(chǎn)中具有廣闊的應(yīng)用前景,工作環(huán)境的特殊性對潛水泵整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計、水力性能和可靠性要求較高。如何減小水力損失、提高單級揚程,進而提高潛水泵機組的效率是潛水泵設(shè)計過程中的一個核心問題。葉輪和導(dǎo)葉是潛水泵最重要的兩個水力流動單元,潛水泵的性能由這兩主要水力部件共同決定。本課題以250QJ五級井用潛水泵為研究對象,重點研究導(dǎo)葉的幾何參數(shù)對井用潛水泵性能的影響規(guī)律及能量損失,進一步提高潛水泵的水力性能。1.井用潛水泵外特性及其內(nèi)部流場流動特性分析通過數(shù)值計算結(jié)果對比分析了井用潛水泵不同級葉輪與空間導(dǎo)葉的水力性能及其內(nèi)部流動特性,結(jié)果表明井用潛水泵中不同級葉輪在性能上存在差異,后四級葉輪的揚程效率均大幅低于首級葉輪;在五級井用潛水泵中級數(shù)變化對空間導(dǎo)葉內(nèi)部流體流動無明顯影響,但流量工況的變化對葉輪及空間導(dǎo)葉內(nèi)部流動水力損失影響較大,在偏離設(shè)計流量工況下,潛水泵流道內(nèi)部流體的流動狀態(tài)較為復(fù)雜且不穩(wěn)定。2.導(dǎo)葉幾何參數(shù)變化對井用潛水泵性能的影響規(guī)律研究基于正交設(shè)計法設(shè)計試驗方案,并對試驗結(jié)果進行極差分析。結(jié)果表明,所選取的導(dǎo)葉三個幾何參數(shù)中,導(dǎo)葉葉片軸向長度L_1對潛水泵揚程和軸功率影響顯著,導(dǎo)葉進口寬度b對潛水泵效率變化較為敏感,保證一定的導(dǎo)葉葉片出口邊與下級葉輪進口軸向距離能改善潛水泵性能。在額定工況下,空間導(dǎo)葉三因素的變化對葉輪性能影響較大。優(yōu)異的空間導(dǎo)葉設(shè)計使導(dǎo)葉內(nèi)部流體流動狀態(tài)較好,流入下級葉輪的流體較為穩(wěn)定,做到平穩(wěn)出入流,降低了葉輪損失,保證各級葉輪效率均保持較高水平。3.導(dǎo)葉徑向位置對井用潛水泵性能影響研究為研究導(dǎo)葉徑向位置對潛水泵性能的影響,在其它參數(shù)一定的條件下,通過改變空間導(dǎo)葉入口徑向位置,設(shè)計了9組潛水泵空間導(dǎo)葉方案,對不同徑向位置的空間導(dǎo)葉方案進行了全流道三維數(shù)值計算。對計算結(jié)果進行分析,結(jié)果表明:導(dǎo)葉徑向位置對潛水泵性能影響十分顯著;當(dāng)導(dǎo)葉徑向距離增大到適當(dāng)位置時,導(dǎo)葉內(nèi)部損失較小,具有較高的能量轉(zhuǎn)換能力,導(dǎo)葉內(nèi)部的湍動能波動程度減弱,大大降低了流動損失,泵效率提高;但當(dāng)徑向距離過大時,導(dǎo)葉過水?dāng)嗝娣e變化規(guī)律出現(xiàn)明顯差異,湍動能波動程度加劇,導(dǎo)葉流動損失增加,泵性能下降。
【圖文】：

取 D＝0.098 m。（3）葉輪出口寬度：根據(jù)流量和經(jīng)驗系數(shù)確定出口寬度：56sb b20 64100 nk . k （2.19）32 b Qb kn＝0.027 m （2.20）（4）葉片數(shù)：根據(jù)計算所得到的比轉(zhuǎn)速數(shù)值，選定葉輪的葉片數(shù)為 7。表 2.2 井用潛水泵葉輪幾何參數(shù)部件 參數(shù) 數(shù)值葉輪輪緣直徑 d (mm)進口直徑 D1(mm)出口直徑 D2(mm)葉片數(shù) Z1葉片出口角 β2(°)3298145730

圖 2.5 葉輪葉片三維圖導(dǎo)葉水力設(shè)計原則為導(dǎo)葉內(nèi)部流道應(yīng)該平滑，，為了與葉輪設(shè)計，導(dǎo)葉軸向長度 L=(0.5-0.7)D2,根據(jù)設(shè)計 使其不與葉輪葉片數(shù)互成倍數(shù)關(guān)系，；導(dǎo)葉中間計算一般為（0.4-0.5）b2。安放角 α3。 α3'm32u3tan'vv 計算點軸面速度；vu3-導(dǎo)葉進口計算點圓周Qv
【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】：2019
【分類號】：TH38

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本文編號：2644432