串并聯(lián)離心泵因其特殊的雙工況狀態(tài)廣泛應(yīng)用于船舶及消防等領(lǐng)域,其水力性能優(yōu)化及減振降噪一直是個重要的研究方向,其中泵中的水力部件—葉輪作為實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的動力部件,對泵整體性能起到?jīng)Q定性作用。為了研究串并聯(lián)離心泵葉輪型式對其水力性能及壓力脈動的影響機(jī)理,對模型三維造型,并對水體模型進(jìn)行了網(wǎng)格劃分和網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證。利用數(shù)值模擬的方法研究了三種不同葉片型式對串并聯(lián)離心泵水力性能及壓力脈動的影響。并且為了解決串并聯(lián)泵首、次級葉輪由出口流道管阻不同所造成的兩級葉輪偏離設(shè)計工況運(yùn)行的問題,制定了差異化葉輪設(shè)計方案,通過串聯(lián)及并聯(lián)兩種運(yùn)行工況下與原型葉輪的比較,得到結(jié)論如下:（1）不同葉輪形式對串并聯(lián)離心泵水力特性、壓力脈動影響明顯。扭曲葉輪內(nèi)部流場均勻穩(wěn)定,揚(yáng)程、效率高,水力特性優(yōu)于其他兩種形式,分流式葉輪出口監(jiān)測點(diǎn)壓力波動幅度更低,壓力脈動主頻峰值更小。（2）串并聯(lián)離心泵首、次級葉輪內(nèi)部流場及壓力脈動特性差異明顯且相互影響,工作狀態(tài)的改變極大影響了葉輪周向的壓力波動幅度。（3）首、次級葉輪內(nèi)部流場和壓力脈動規(guī)律均受到差異化葉輪設(shè)計的影響發(fā)生了變化,切割次級葉輪可以有效減小兩級葉輪流量差異,減小水力... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1串并聯(lián)離心泵總裝圖

（a）串聯(lián)運(yùn)行工況 （b）并聯(lián)運(yùn)行工況圖 1.2 串并聯(lián)離心泵兩種運(yùn)行工況示意圖Fig 1.2 Two different operating conditions of series parallel centrifugal pump串并聯(lián)離心泵在運(yùn)行過程中，由于流體流動過程中動靜干涉、回流等因素產(chǎn)生壓力脈動，壓力脈動會造成整個機(jī)組振動，降低泵的水力性能和運(yùn)行穩(wěn)定性。葉輪作為泵中對流體做功實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的核心部件對整體機(jī)組的性能起到至關(guān)重要的作用。國內(nèi)外學(xué)者對串并聯(lián)離心泵內(nèi)部流動特性和壓力脈動等方面做過很多的研究，結(jié)構(gòu)也在不斷改進(jìn)、升級，但還沒有系統(tǒng)的討論過葉輪形式對串并聯(lián)離心泵水力性能及壓力脈動特性的影響。因此本課題以串并聯(lián)離心泵不同葉輪形式為研究對象，并且基于串并聯(lián)離心泵并聯(lián)工況下兩個流道管阻的差異，提出兩級葉輪差異化設(shè)計的方法，找出差異化設(shè)計的最優(yōu)方案。初步揭示了不同葉輪形式及差異化葉輪設(shè)計對串并聯(lián)離心泵運(yùn)行的影響機(jī)理，對高性能串并聯(lián)離心泵的設(shè)計提供一定的參考。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

圖 2.1 CFD 工作流程圖Figure 2.1 CFD workflow chart圖 2.1 為 CFD 工作求解流程圖，當(dāng)然 CFD 有其限制性，存在一定的誤差，應(yīng)當(dāng)做到數(shù)值模擬、理論分析與試驗(yàn)研究想結(jié)合，取長補(bǔ)短。2.2 控制方程流體仿真模擬遵循三大流動基本方程，即質(zhì)量守恒方程、動量守恒方程和能量守恒方程。串并聯(lián)離心泵的工作介質(zhì)是常溫液態(tài)水，模擬時視為不可壓縮的理想流體。泵內(nèi)流動包含不同組元的混合和相互作用，組元之間遵循守恒定律。質(zhì)量守恒：質(zhì)量守恒方程也稱為連續(xù)性方程，指流體離散單元的質(zhì)量在單位時間內(nèi)的偏微分方程

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]葉頂間隙大小對螺旋離心泵內(nèi)部壓力脈動的影響[J]. 張華,陳斌,王炳祺,史長彪,沈登武.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2017(01)
[2]葉輪參數(shù)對泵出口壓力脈動的影響[J]. 柴立平,葉歡,任志明,李輝.  排灌機(jī)械工程學(xué)報. 2016(08)
[3]葉輪切割方式對雙吸離心泵性能的影響[J]. 趙萬勇,李傳振,薛亞麗,顏韶華,魏樂敏.  蘭州理工大學(xué)學(xué)報. 2016(03)
[4]分流葉片長度對離心泵壓力脈動及徑向力的影響[J]. 柯強(qiáng),劉小兵,曾永忠.  中國農(nóng)村水利水電. 2016(03)
[5]高揚(yáng)程、高轉(zhuǎn)速鍋爐給水泵雙吸葉輪切割的數(shù)值模擬[J]. 楊從新,朱旭.  蘭州理工大學(xué)學(xué)報. 2016(01)
[6]低比轉(zhuǎn)速離心泵葉片加厚非定常特性分析[J]. 金永鑫,宋文武,符杰,徐耀剛.  熱能動力工程. 2016(02)
[7]不同葉輪形式離心泵壓力脈動和空化特性試驗(yàn)研究[J]. 姚志峰,陸力,高忠信,鄧杰,王福軍.  水利學(xué)報. 2015(12)
[8]不同壓出室下葉輪切割對離心泵性能的影響[J]. 楊從新,富友,強(qiáng)盼,劉洋.  排灌機(jī)械工程學(xué)報. 2015(09)
[9]不同結(jié)構(gòu)形式對串并聯(lián)離心泵振動特性的影響[J]. 李躍,施衛(wèi)東,韓笑笑.  排灌機(jī)械工程學(xué)報. 2015(09)
[10]非等距葉片微型旋渦泵壓力脈動特性研究[J]. 武鵬,張菲茜,吳大轉(zhuǎn),王樂勤.  工程熱物理學(xué)報. 2015(04)

博士論文
[1]船用串并聯(lián)離心泵內(nèi)部流動機(jī)理及振動特性研究[D]. 李躍.江蘇大學(xué) 2014

碩士論文
[1]基于CFD的低比轉(zhuǎn)速離心泵葉輪切割對其性能影響的研究[D]. 楊登峰.蘭州理工大學(xué) 2012



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