深井泵是在水下運(yùn)行、作業(yè)的一種泵,其外形小巧,結(jié)構(gòu)簡單,被廣泛應(yīng)用于農(nóng)田排灌、工礦生產(chǎn)、油氣輸送和城市給排水等領(lǐng)域。其運(yùn)行過程中葉輪與導(dǎo)葉間的動靜干涉效應(yīng)會導(dǎo)致流道內(nèi)出現(xiàn)強(qiáng)烈的湍流脈動現(xiàn)象,嚴(yán)重影響泵的運(yùn)行穩(wěn)定性,還會誘發(fā)振動和噪聲,影響泵的使用壽命。為研究深井泵的非定常水力特性及流動誘導(dǎo)噪聲特征,本文以MJ157-130型深井泵為研究對象,進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析其內(nèi)部非定常流動特性、壓力脈動以及內(nèi)場流動誘導(dǎo)噪聲特性,主要研究內(nèi)容及所得結(jié)論如下:1.深井泵內(nèi)流場非定常特性分析對流場時均分布特性分析結(jié)果表明,不同工況下葉輪和導(dǎo)葉內(nèi)部壓力變化趨勢基本相同。隨流量的增大,導(dǎo)葉出口的壓力逐漸減小;導(dǎo)葉葉片工作面附近存在低速“脫流區(qū)”,隨著流量的增大,“脫流區(qū)”面積逐漸減小并向出口移動,在大流量工況下,低速“脫流區(qū)”消失;湍動能最大的位置位于動靜葉柵的交界面附近區(qū)域,但不同工況下其分布規(guī)律有明顯不同。對流場脈動強(qiáng)度分析結(jié)果表明,不同工況下,流道內(nèi)的壓力脈動強(qiáng)度整體上呈先增大后減小的趨勢,脈動強(qiáng)度最大值均出現(xiàn)在葉輪與導(dǎo)葉的交界面附近;導(dǎo)葉進(jìn)口區(qū)域速度脈動強(qiáng)度最明顯;不同工況下,湍動能脈動強(qiáng)度分布差異較大,隨流量的增大,交界面的脈動強(qiáng)度幅值逐漸增大。各工況下,葉輪內(nèi)的流線分布均非常均勻,沒有漩渦產(chǎn)生;但導(dǎo)葉流道內(nèi)的流線分布規(guī)律有明顯的不同,小流量工況下,導(dǎo)葉內(nèi)部存在明顯的漩渦,隨著流量的增大,流動狀況得到改善。2.深井泵內(nèi)部流場壓力脈動特性分析分析了計(jì)算域內(nèi)4個過流部件不同位置的壓力脈動時域與頻域特性,發(fā)現(xiàn)進(jìn)口段監(jiān)測點(diǎn)的脈動時域變化規(guī)律性較弱;不同工況下,隨著流量的增大,壓力整體下降;各工況下,壓力脈動主頻及諧頻在泵軸頻的倍頻處。葉輪內(nèi)不同位置監(jiān)測點(diǎn)的壓力脈動在一個葉輪旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)均出現(xiàn)與導(dǎo)葉葉片數(shù)相同數(shù)目的相似波形,其脈動主頻為導(dǎo)葉葉頻。導(dǎo)葉不同位置監(jiān)測點(diǎn)的壓力脈動在一個葉輪旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)均出現(xiàn)與葉輪葉片數(shù)相同數(shù)目的相似波形,其脈動主頻為葉輪葉頻。出口段監(jiān)測點(diǎn)的脈動時域變化規(guī)律性比較弱,各工況下壓力脈動主頻在泵軸頻的倍頻處,同時也在葉輪葉頻及其倍頻處。3.深井泵內(nèi)場的誘導(dǎo)噪聲特性葉輪誘導(dǎo)噪聲主要為離散噪聲,主頻為軸頻。導(dǎo)葉誘導(dǎo)噪聲既有離散噪聲又有寬頻噪聲,離散噪聲主頻為葉輪葉頻。
【學(xué)位單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TH38

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本文編號：2821013