帶背葉片加雙密封環(huán)的葉輪不僅具備平衡離心泵大部分軸向力的能力,又能降低泵腔內(nèi)軸封壓力,同時,合理的背葉片形狀還會改善泵的性能。本文以提高離心泵性能為目的,以一臺比轉(zhuǎn)數(shù)為34的IS80-50-315型離心泵作為研究對象,設(shè)計了不同幾何參數(shù)和形狀的背葉片,采用試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,分析了不同幾何模型下的試驗(yàn)泵的性能、背葉片表面壓力特性及泵腔體內(nèi)流動特性和壓力脈動特性。第一,針對不同背葉片試驗(yàn)難以更換的問題,專門設(shè)計了葉輪不變、只更換背葉片的裝置,基于浮動葉輪閉式試驗(yàn)臺,在全流量工況下對泵性能進(jìn)行了測試,嘗試了背葉片加平衡孔的組合對泵性能影響,發(fā)現(xiàn)增加葉輪背葉片數(shù)目,泵揚(yáng)程先升高后降低、輸入功率持續(xù)增加、效率下降幅度逐漸增加,并且背葉片數(shù)目等于5時泵水力性能最優(yōu);額定工況下背葉片腔內(nèi)液體壓力隨葉輪徑向半徑增大近似成線性規(guī)律變化;背葉片對泵水力性能影響大于平衡孔,兩者皆存在時,背葉片腔內(nèi)液體壓力進(jìn)一步降低,對于低比轉(zhuǎn)速離心泵而言,平衡軸向力效果不佳。第二,通過數(shù)值與試驗(yàn)的泵外特性、后泵腔內(nèi)壓力分布,驗(yàn)證了數(shù)值手段的可信性。根據(jù)數(shù)值結(jié)果得出,額定工況下背葉片數(shù)為5的背葉片腔中間截面的液...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 本課題名稱及來源
        1.1.1 課題名稱
        1.1.2 課題來源
    1.2 本課題研究背景及意義
    1.3 國內(nèi)外研究進(jìn)展概述
        1.3.1 背葉片對泵性能影響的研究
        1.3.2 背葉片對泵軸向力影響的研究
        1.3.3 背葉片優(yōu)化設(shè)計研究
    1.4 主要研究內(nèi)容及方法概述
    1.5 本章小結(jié)
第2章 背葉片對泵性能和后泵腔壓力影響的試驗(yàn)研究
    2.1 試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)及測試儀表
        2.1.1 離心泵閉式試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)及功能
        2.1.2 主要測試儀表
    2.2 背葉片腔壓力測試裝置
    2.3 試驗(yàn)方案
        2.3.1 試驗(yàn)方案制定
        2.3.2 試驗(yàn)步驟
        2.3.3 試驗(yàn)結(jié)果換算
    2.4 試驗(yàn)結(jié)果及分析
        2.4.1 背葉片數(shù)目對泵性能影響
        2.4.2 背葉片和平衡孔對泵性能影響
        2.4.3 背葉片數(shù)目對背葉片腔壓力影響
        2.4.4 背葉片和平衡孔對背葉片腔壓力影響
    2.5 本章小結(jié)
第3章 數(shù)值模擬方法
    3.1 數(shù)值模擬概述
    3.2 計算模型與網(wǎng)格劃分
        3.2.1 計算模型的建立
        3.2.2 網(wǎng)格劃分
    3.3 CFD方法及湍流模型
        3.3.1 流動控制方程
        3.3.2 湍流模型
        3.3.3 計算方法及邊界條件設(shè)置
    3.4 數(shù)值模擬可信性分析
        3.4.1 網(wǎng)格無關(guān)性檢驗(yàn)
        3.4.2 試驗(yàn)泵外特性曲線
        3.4.3 后泵腔內(nèi)液體壓力曲線
    3.5 本章小結(jié)
第4章 背葉片腔內(nèi)流動特性及其對泵性能的影響
    4.1 背葉片數(shù)目對泵性能及后泵腔液體流動特性影響
        4.1.1 背葉片數(shù)目對泵性能影響的模擬與試驗(yàn)對比
        4.1.2 背葉片數(shù)目對后泵腔液體流動特性的影響
    4.2 背葉片寬度對泵性能及后泵腔液體流動特性影響
        4.2.1 背葉片寬度對泵性能的影響
        4.2.2 背葉片寬度對后泵腔液體流動特性的影響
    4.3 背葉片外徑對泵性能及后泵腔液體流動特性影響
        4.3.1 背葉片外徑對泵性能的影響
        4.3.2 背葉片外徑對后泵腔液體流動特性的影響
    4.4 背葉片厚度對泵性能及后泵腔液體流動特性影響
        4.4.1 背葉片厚度對泵性能的影響
        4.4.2 背葉片厚度對后泵腔液體流動特性的影響
    4.5 背葉片形狀對泵性能及后泵腔液體流動特性影響
        4.5.1 背葉片形狀對泵性能的影響
        4.5.2 背葉片形狀對后泵腔液體流動特性的影響
    4.6 本章小結(jié)
第5章 背葉片表面壓力分布與泵腔壓力脈動特性分析
    5.1 背葉片表面壓力特性分析
        5.1.1 背葉片工作面和背面軸向位置選取
        5.1.2 同一軸向位置背葉片上壓力特性分析
        5.1.3 不同軸向位置背葉片上壓力特性分析
    5.2 背葉片腔和蝸殼內(nèi)液體壓力脈動特性分析
        5.2.1 監(jiān)測點(diǎn)布置及時間步設(shè)置
        5.2.2 無背葉片時后泵腔內(nèi)壓力脈動特性分析
        5.2.3 直葉片對后泵腔內(nèi)壓力脈動特性的影響分析
        5.2.4 前彎葉片對后泵腔內(nèi)壓力脈動特性的影響分析
        5.2.5 后彎葉片對前后泵腔內(nèi)壓力脈動特性的影響分析
        5.2.6 前后泵腔內(nèi)同一徑向位置處壓力脈動特性的影響分析
        5.2.7 背葉片對蝸殼隔舌附近壓力脈動特性的影響分析
    5.3 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 主要研究結(jié)果
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A攻讀碩士期間取得的科研成果



本文編號：3767379