本文選題：離心泵 + 葉片厚度變化規(guī)律　； 參考：《蘭州理工大學》2011年碩士論文

【摘要】：水泵作為一種通用機械,將機械能轉換為液體的動能和壓力能,在國民經(jīng)濟中占有非常重要的地位。它的能耗占全國發(fā)電量20%左右,因此研究提高其性能具有重要的現(xiàn)實意義。 葉輪是泵重要的過流和做功部件,其葉輪的軸面、葉片型線、葉片厚度變化規(guī)律對泵的性能影響較大。關于葉輪的軸面、葉片型線對離心泵性能的影響有學者做過相關研究,而關于葉片厚度變化規(guī)律對離心泵性能的影響方面的文獻很少見到報道。因此,有必要研究葉片厚度變化規(guī)律對離心泵性能的影響。 本文以三種不同比轉速( n_s=49.9、97.8、187.9)的石油化工離心泵為基礎,保證葉輪軸面尺寸不變,依據(jù)三種葉片厚度變化規(guī)律設計九種厚度翼型。對于( n_s=49.9)低比轉速泵設計T1、T2、T3三種厚度翼型,得到三個離心泵方案:方案一、方案二、方案三;對于( n_s=97.8)中比轉速泵設計T4、T5、T6三種厚度翼型,得到三個離心泵方案:方案四、方案五、方案六;對于( n_s=197.9)高比轉速泵設計T7、T8、T9三種厚度翼型,得到三個離心泵方案:方案七、方案八、方案九。利用UGNX7.5建立離心泵的三維實體模型,運用FLUENT數(shù)值模擬軟件進行數(shù)值計算,得到如下結論: 1.增大葉片(翼型)進口段厚度型線曲率半徑可以達到減弱葉片表面二次流的目的,這與Johnson所分析的一致。 2.葉輪出口處尾流區(qū)的面積隨流量的增大而減小,射流-尾跡流動結構隨著流量的增大而減弱;葉輪出口處的尾流損失隨葉片出口厚度的減小而減小,射流-尾跡流動結構隨葉片出口厚度的減小而減弱。 3 .比轉速不同葉輪出口處的尾流區(qū)分布和射流-尾跡損失也不相同。( n_s=49.9)低比轉速離心泵尾流區(qū)主要分布在出口流道中部偏向壓力面?zhèn)?在靠近壓力面?zhèn)刃纬尚》秶纳淞?尾跡流動結構;( n_s=97.8、187.9)中高比轉速離心泵尾流區(qū)主要分布葉片吸力面和后蓋板相交處,在整個流道出口形成大范圍的射流-尾跡流動結構。 4.對于( n_s=49.9)低比轉速離心泵,葉片厚度變化規(guī)律對泵揚程和效率影響較小,高效區(qū)隨出口厚度的減薄向小流量點偏移;對于( n_s=97.8、187.9)中、高比轉速離心泵,隨著出口厚度的減薄揚程降低,效率提高。在小流量范圍內(nèi)葉片厚度變化規(guī)律對泵的揚程影響較大,在大流量范圍內(nèi)葉片厚度變化規(guī)律對泵的效率影響較大,高效區(qū)隨出口厚度的減薄而變寬且向大流量點偏移。 5.葉片出口段厚度減薄且葉片出口到最大厚度距離為45~55mm時離心葉輪的整體性能較佳。采用上述厚度方案的方案二、五、七整體性能優(yōu)于同一比轉速下的其他方案。 6.對于( n_s=97.8)中比轉速離心泵,方案四抗汽蝕性能最好,方案五次之,方案六抗汽蝕性能最差。葉片進口厚度型線越接近流線型泵的抗汽蝕性能越好,加大葉片進口段厚度型線曲率半徑可以提高泵抗汽蝕性能。
[Abstract]:As a kind of universal machinery, water pump plays a very important role in the national economy by converting mechanical energy into kinetic energy and pressure energy of liquid. Its energy consumption accounts for about 20% of the country's electricity generation, so it has important practical significance to study and improve its performance. Impeller is an important part of pump flow and work. The axial plane, blade profile and blade thickness of impeller have great influence on the performance of pump. About the axial surface of impeller, the influence of blade profile on centrifugal pump performance has been studied by scholars, but there are few reports on the influence of blade thickness on centrifugal pump performance. Therefore, it is necessary to study the influence of blade thickness on the performance of centrifugal pump. In this paper, based on three kinds of centrifugal pumps with different specific rotational speeds (NSP, 49.9 ~ 97.8187.9), the axial dimensions of impeller are guaranteed to remain unchanged, and nine thickness airfoils are designed according to the variation of blade thickness of three kinds of impellers. For the design of three thickness airfoils of T _ 1 T _ 2T _ 3 and T _ 1 T _ 2T _ 3 for the low specific speed pump, three centrifugal pump schemes are obtained: scheme one, scheme two, scheme three, and for the three thickness airfoils designed by the specific speed pump in (nsl97.8), three kinds of thickness airfoils are obtained: scheme four, For the design of three thickness airfoils of T7 T8 and T9, three centrifugal pump schemes are obtained: scheme 7, scheme 8, scheme 9. The three-dimensional solid model of centrifugal pump is established by using UGNX7.5, and the numerical simulation software FLUENT is used to carry out the numerical calculation. The conclusion is as follows: 1. Increasing the thickness curve radius of the inlet section of the blade (airfoil) can weaken the secondary flow on the blade surface, which is consistent with the analysis by Johnson. 2. The wake area at the impeller outlet decreases with the increase of the flow rate, the jet wake flow structure weakens with the increase of the flow rate, and the wake loss at the impeller exit decreases with the decrease of the blade outlet thickness. The jet wake flow structure weakens with the decrease of blade outlet thickness. 3. The wake distribution and jet-wake loss at the outlet of different impellers are also different. (nssp / 49.9.) the wake area of low specific speed centrifugal pump is mainly distributed on the pressure side in the middle of outlet channel. A small range of jet wake flow structure is formed near the side of the pressure surface. A large range of jet wake flow structures are formed at the outlet of the whole channel at the intersection of the suction surface of the blade and the back cover plate in the wake area of the centrifugal pump with high specific speed. 4. For the low specific speed centrifugal pump, the blade thickness has little effect on the pump head and efficiency, and the high efficiency zone shifts to the small flow point along with the thickness of the outlet, and for the high specific speed centrifugal pump, it is found that in the (nssl997. 8187.9) centrifugal pump, the thickness of the impeller blade has little effect on the head and efficiency of the pump, and that of the high specific speed centrifugal pump is offset by the thickness of the outlet. With the decrease of the exit thickness, the efficiency is improved. In the range of small flow rate, the variation of blade thickness has a great influence on the lift of the pump. In the range of large flow rate, the variation law of blade thickness has a great influence on the efficiency of the pump. The high efficiency region becomes wider with the thickness of the outlet and shifts to the point of large flow. 5. The overall performance of centrifugal impeller is better when the thickness of the blade outlet section is thinned and the distance from the blade outlet to the maximum thickness is 45~55mm. The overall performance of two, five and seven schemes with the above thickness scheme is superior to other schemes with the same specific speed. 6. For the centrifugal pump with specific rotational speed, the fourth scheme has the best anti-cavitation performance, the fifth scheme has the best anti-cavitation performance, and the sixth scheme has the worst anti-cavitation performance. The closer the blade inlet thickness profile is to the better the anti-cavitation performance of the streamline pump, the greater the blade inlet thickness profile curvature radius can be, the better the cavitation resistance performance of the pump is.
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TH311

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 吳瓊;張秀榮;;氣蝕對離心泵性能的影響[J];品牌與標準化;2009年10期

2 張元華;;S型離心泵運行故障及其原因[J];設備管理與維修;1993年07期

3 方清華;用Excel 2000求解離心泵工作點[J];礦山機械;2005年08期

4 劉元義;衣振芹;;超低比轉速離心泵的研究[J];機械工程與自動化;2008年02期

5 朱玉峰;;離心泵葉輪出口直徑的精確計算[J];輕工機械;2007年03期

6 張韜;張淑佳;毛鵬展;錢方琦;;定常多相位方法與非定常方法用于離心泵數(shù)值模擬的比較研究[J];浙江工業(yè)大學學報;2009年06期

7 高紅斌;張汝琦;孫楠;楊了;;相似定律在離心泵設計中的簡易應用[J];機械工程與自動化;2010年05期

8 陳勇軍,張克危,孫建平,賈宗謨;專家系統(tǒng)在水泵設計中的應用初探[J];水泵技術;1995年02期

9 陳太雷;拓寬離心泵性能的新方法[J];通用機械;2005年11期

10 姚一富;江親瑜;何榮國;徐萬平;;基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的離心泵的性能預測[J];機械設計與制造;2008年10期

相關會議論文 前5條

1 王親猛;;基于VC與CFX的離心泵流場分析系統(tǒng)[A];北京力學會第15屆學術年會論文摘要集[C];2009年

2 陸偉剛;張金鳳;;離心泵葉輪軸向力自動平衡新方法[A];農(nóng)業(yè)機械化與新農(nóng)村建設——中國農(nóng)業(yè)機械學會2006年學術年會論文集（上冊）[C];2006年

3 嚴敬;嚴利;;對美國最新離心葉輪設計資料的分析與介紹[A];全面建設小康社會：中國科技工作者的歷史責任——中國科協(xié)2003年學術年會論文集（上）[C];2003年

4 夏尊羊;陳興;;金屬離心泵在鋅冶金裝置中的應用[A];全國“十二五”鉛鋅冶金技術發(fā)展論壇暨馳宏公司六十周年大慶學術交流會論文集[C];2010年

5 劉克偉;賈月梅;趙秋霞;;泵蝸殼的一種實用CFD尋優(yōu)設計計算方法[A];力學與工程應用（第十三卷）[C];2010年

相關重要報紙文章 前3條

1 記者 冉瑞成　實習生 張燦;我國首臺核電上充泵在渝研制成功[N];經(jīng)濟日報;2009年

2 記者 王小妝　根林;核電上充泵成功實現(xiàn)國產(chǎn)化[N];中國經(jīng)濟時報;2009年

3 記者 崔佳;我國首臺核電上充泵研制成功[N];人民日報;2009年

相關博士學位論文 前9條

1 王凱;離心泵多工況水力設計和優(yōu)化及其應用[D];江蘇大學;2011年

2 張翔;不銹鋼沖壓焊接離心泵能量轉換特性與設計方法[D];江蘇大學;2011年

3 王勇;離心泵空化及其誘導振動噪聲研究[D];江蘇大學;2011年

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

5 張人會;離心泵葉片的參數(shù)化設計及其優(yōu)化研究[D];蘭州理工大學;2010年

6 朱榮生;離心泵葉輪不等揚程水力設計方法研究[D];江蘇大學;2011年

7 郭鵬程;水力機械內(nèi)部復雜流動的數(shù)值研究與性能預測[D];西安理工大學;2006年

8 付強;1000MW核電站離心式上充泵水力設計與結構可靠性研究[D];江蘇大學;2010年

9 張金鳳;帶分流葉片離心泵全流場數(shù)值預報和設計方法研究[D];江蘇大學;2007年

相關碩士學位論文 前10條

1 李龍海;離心泵性能預測及逆向設計[D];武漢理工大學;2012年

2 張建華;葉片厚度變化規(guī)律對離心泵性能影響的研究[D];蘭州理工大學;2011年

3 呂秀麗;離心泵內(nèi)部三維流場數(shù)值模擬研究[D];遼寧工程技術大學;2009年

4 周琦;離心泵內(nèi)部流動分析與蝸殼優(yōu)化研究[D];大連理工大學;2012年

5 楊光;電站用節(jié)段式離心泵全面性能優(yōu)化設計及數(shù)值模擬研究[D];華北電力大學;2011年

6 陳肖汕;高揚程農(nóng)用灌溉離心泵優(yōu)化設計[D];中南林業(yè)科技大學;2012年

7 唐衛(wèi)衛(wèi);離心水泵的優(yōu)化設計及其仿真[D];西北農(nóng)林科技大學;2011年

8 史佩琦;不同葉型的半開式葉輪離心泵的數(shù)值模擬與試驗研究[D];浙江理工大學;2012年

9 呂培文;基于CFD離心泵數(shù)值模擬及性能優(yōu)化[D];華東理工大學;2011年

10 王鑫;離心泵關鍵結構力學分析及改進研究[D];蘇州大學;2011年

，

本文編號：1978100