本文關(guān)鍵詞：基于葉輪相位交錯多級離心泵流場非定常特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：多級離心泵是將多臺單級離心泵串聯(lián)起來,整合成為一個整體,即節(jié)約了泵占用的空間,也改善了泵運(yùn)行維護(hù)的成本,廣泛應(yīng)用于水利、化工、石油、反滲透海水淡化以及核電等領(lǐng)域。但串聯(lián)成為整體后不僅增加了整個系統(tǒng)的復(fù)雜性,使得多級離心泵的設(shè)計難度增加。多級離心泵的內(nèi)部流場比單級離心泵復(fù)雜得多,容易產(chǎn)生較大的壓力脈動,主要是由于葉片與隔舌或?qū)~產(chǎn)生動靜干涉致使壓力脈動的產(chǎn)生。內(nèi)部干涉激勵的存在往往會對泵體各部分的疲勞強(qiáng)度產(chǎn)生不利的影響,因此了解多級離心泵內(nèi)部流場的流動特性對該類型泵的設(shè)計具有積極的指導(dǎo)意義。本文建立了四組模型方案,以便對多級離心泵的內(nèi)部流場和轉(zhuǎn)子受力進(jìn)行數(shù)值模擬研究。方案A為順序布置的六級離心泵,葉輪相位不交錯;方案B為順序布置的六級離心泵,葉輪相位交錯一個流道相位的1/2;方案C為順序布置的六級離心泵,葉輪相位交錯一個葉輪流道的1/(Z-1)(Z為葉輪葉片數(shù));方案D為葉輪順序布置的六級離心泵,葉輪相位交錯一個正導(dǎo)葉流道的1/(Z-1)(Z葉輪為葉片數(shù))。通過數(shù)值模擬及分析,得到如下的結(jié)論:1.通過非定常計算結(jié)果得到不同方案的外特性,四個方案的外特性相差不大;但不同方案的外特性的特征量非定常特性出現(xiàn)比較大的變化,在不同流量下的揚(yáng)程、效率、軸功率變化規(guī)律和變化趨勢各異。在0.6Q_d、1.0Q_d工況下方案B的內(nèi)部激勵疊加效果優(yōu)于方案A;在1.4Q_d工況下內(nèi)部干涉激勵強(qiáng)度在減弱,葉輪相位交錯影響了該工況下?lián)P程波動的主頻。效率變化在設(shè)計工況下的波動幅值最大,在偏工況條件下方案B、C的效率的波動情況相對比較理想。通過對軸功率的非定常變化比較,在三個工況條件下方案B、C的軸功率波動比較穩(wěn)定,在大流量工況下方案B的非定常軸功率變化最穩(wěn)定。葉輪相位的改變對外特性特征量是有一定的影響的,外特性的變化是由內(nèi)部干涉激勵引起的,外特性的變化情況一定程度上反應(yīng)出內(nèi)部的干涉激勵疊加變化情況。其中揚(yáng)程的非定常變化規(guī)律和出口處的壓力脈動變化規(guī)律存在高的相似度。2.通過對前導(dǎo)葉和后導(dǎo)葉流道中監(jiān)測點(diǎn)的壓力脈動情況分析發(fā)現(xiàn),前導(dǎo)葉流道內(nèi)的流體主要脈動是受到導(dǎo)葉前的葉輪葉片的擾動作用,在后導(dǎo)葉流道中的流體同時受到前一級葉輪葉片和下一級葉輪葉片共同作用,前后兩級葉輪形成兩個干擾源同時對后導(dǎo)葉留到內(nèi)的流體產(chǎn)生干擾。在對內(nèi)部流場流動分析中發(fā)現(xiàn),在靠近前一級葉輪出口處的正導(dǎo)葉的主要脈動是受到前一級葉輪出口葉片的擾動引起的,在反導(dǎo)葉流道中的流體同時前一級葉輪出口葉片和下一級葉輪葉片進(jìn)口共同作用引起壓力變化。對出口延伸段各監(jiān)測點(diǎn)的壓力變化分析發(fā)現(xiàn),方案B、C、D三個方案的隨著流量的增大壓力變化趨于穩(wěn)定,葉輪相位交錯對出口處的壓力變化起到一定的穩(wěn)定作用。在靜止部件流道中由干涉產(chǎn)生的壓力變化主要和葉片數(shù)相關(guān),表現(xiàn)在頻域圖中就是壓力變化的主頻和葉頻相關(guān)。3.葉輪相位交錯使非定常條件下的轉(zhuǎn)子受力矢量分布更集中,有效地減小轉(zhuǎn)子受到的徑向力;在0.6Q_d工況下方案A徑向力大小波動頻率、徑向力極值都明顯高于其它三個方案,同時方案A、C、D的軸向力波動以低頻和1倍葉頻波動為主,方案B以低頻波動為主。在1.0Q_d工況下,四個方案的波動明顯、變化趨勢類似,方案B、C軸向力的波動幅值相對更小,主頻為1倍葉頻。在1.4Q_d工況下,四個方案的波動明顯,軸向力變化幅值相差不大,并伴隨大量的高頻波動。綜上所述:葉輪相位交錯使多級離心泵的流場產(chǎn)生一定的改變,致使外特性特征量的非定常特性也會產(chǎn)生較大的變化;同時葉輪相位改變對轉(zhuǎn)子受力情況得到改善。
【關(guān)鍵詞】：多級離心泵 數(shù)值計算 流場非定常特性 轉(zhuǎn)子受力分析
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH311
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 引言10-11
• 1.研究背景、目的及意義11-16
• 1.1 課題來源11
• 1.2 研究目的及意義11-12
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 2.研究內(nèi)容及方法16-22
• 2.1 研究內(nèi)容及技術(shù)路線16-18
• 2.1.1 研究內(nèi)容16
• 2.1.2 研究方案16-18
• 2.2 流場分析方法18-22
• 2.2.1 模型結(jié)構(gòu)18-19
• 2.2.2 流體域網(wǎng)格劃分19-20
• 2.2.3 流體控制方程20-21
• 2.2.4 流場計算方法21-22
• 3.流場計算結(jié)果與分析22-51
• 3.1 多級離心泵外特性分析22-30
• 3.1.1 外特性曲線分析22-24
• 3.1.2 揚(yáng)程非定常特性分析24-26
• 3.1.3 效率非定常特性分析26-28
• 3.1.4 軸功率非定常特性分析28-30
• 3.2 多級離心泵內(nèi)部壓力脈動分析30-50
• 3.2.1 正導(dǎo)葉及反導(dǎo)葉壓力脈動分析30-45
• 3.2.2 出口段壓力脈動分析45-50
• 3.3 本章小結(jié)50-51
• 4.轉(zhuǎn)子受力分析51-61
• 4.1 轉(zhuǎn)子徑向力分析51-55
• 4.1.1 轉(zhuǎn)子徑向力產(chǎn)生原因分析51-52
• 4.1.2 轉(zhuǎn)子徑向力分析52-55
• 4.2 轉(zhuǎn)子軸向力分析55-60
• 4.2.1 轉(zhuǎn)子軸向力產(chǎn)生原因分析55-58
• 4.2.2 轉(zhuǎn)子軸向力分析58-60
• 4.3 本章小結(jié)60-61
• 5.結(jié)論與展望61-63
• 5.1 研究總結(jié)61-62
• 5.2 工作展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文67-68
• 致謝68-69

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1 梁躍;王旭;郭晉偉;;沖壓焊接多級離心泵的設(shè)計特點(diǎn)及選型應(yīng)用[J];機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新;2007年06期

2 華宏;;創(chuàng)新節(jié)能的無泄漏節(jié)能立式多級離心泵[J];住宅產(chǎn)業(yè);2008年12期

3 杜剛;王雅萌;;多級離心泵常見故障分析與維修[J];石油化工設(shè)備;2009年S1期

4 鄭德明;張世英;;檢修多級離心泵的注意事項(xiàng)[J];化學(xué)工程與裝備;2010年01期

5 黃程;;大型多級離心泵的維修與安裝[J];化學(xué)工程與裝備;2011年02期

6 劉福玉;劉福磊;孫廣軍;張鳳霞;;探討多級離心泵常見故障檢測與維修[J];才智;2012年20期

7 陳鵬;李俊卿;;立式多級離心泵安裝方式的探討及事故分析[J];內(nèi)蒙古石油化工;2013年03期

8 陳鵬;李俊卿;;立式多級離心泵安裝方式的探討及事故分析[J];內(nèi)蒙古石油化工;2013年05期

9 鄂輝;;多級離心泵常見故障與維修探討[J];中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量;2013年11期

10 劉加元;;多級離心泵故障分析與處理辦法研究[J];化工管理;2013年14期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 沈江;徐曉初;王曉芳;;基于DS系列臥式多級離心泵的介紹及應(yīng)用[A];2010年重慶市機(jī)械工程學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

2 沈江;徐曉初;王曉芳;;基于DS系列臥式多級離心泵的介紹及應(yīng)用[A];2010全國機(jī)械裝備先進(jìn)制造技術(shù)(廣州)高峰論壇論文匯編[C];2010年

3 姚春玲;王春華;劉錕;丁麗娟;;沖壓焊接離心泵的特點(diǎn)和發(fā)展現(xiàn)狀[A];先進(jìn)制造技術(shù)論壇暨第五屆制造業(yè)自動化與信息化技術(shù)交流會論文集[C];2006年

4 易玲;李志鵬;陳艷慧;徐達(dá);;基于fluent分析葉片數(shù)對自平衡多級離心泵首級葉輪性能的影響[A];第十九次中國水電設(shè)備學(xué)術(shù)討論會論文集[C];2013年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李豫黔;國內(nèi)首個多級離心泵狀態(tài)監(jiān)測實(shí)驗(yàn)場建成[N];中國工業(yè)報;2014年

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1 周文杰;多級離心泵轉(zhuǎn)子耦合系統(tǒng)動力學(xué)特性研究[D];浙江大學(xué);2016年

2 田亞斌;高速多級離心泵轉(zhuǎn)子動力特性研究[D];蘭州理工大學(xué);2012年

3 平仕良;大功率高壓多級離心泵轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析及其特性研究[D];浙江大學(xué);2012年

4 周衛(wèi)東;離心式井底增壓系統(tǒng)設(shè)計與數(shù)值模擬研究[D];中國石油大學(xué);2008年

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1 桑迪科;沖壓式多級離心泵內(nèi)流場數(shù)值模擬及水力性能研究[D];華南理工大學(xué);2010年

2 魏許照;MD450-60型多級離心泵參數(shù)化建模及平衡裝置的改進(jìn)研究[D];遼寧工業(yè)大學(xué);2016年

3 鐘家鼎;重型多級離心泵穿杠螺母擰緊裝置的設(shè)計[D];遼寧工業(yè)大學(xué);2016年

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6 王偉;多級離心泵水動力噪聲研究[D];江蘇大學(xué);2016年

7 何勇冠;超低比轉(zhuǎn)速自平衡多級離心泵水力優(yōu)化與結(jié)構(gòu)分析[D];江蘇大學(xué);2016年

8 馮琦;懸臂式多級離心泵轉(zhuǎn)子動力學(xué)特性研究[D];江蘇大學(xué);2016年

9 趙成明;多級離心泵用于輸送制冷劑的特性試驗(yàn)研究[D];中原工學(xué)院;2016年

10 朱俊;多級離心泵性能下降故障機(jī)理分析及診斷方法研究[D];北京化工大學(xué);2016年

  本文關(guān)鍵詞：基于葉輪相位交錯多級離心泵流場非定常特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：383988