【摘要】：蝸殼式多級泵以其高效區(qū)域?qū)?性能曲線平緩,振動和噪聲小,機加工量少和裝配維修方便等優(yōu)點被廣泛使用于石油化工、冶金制造、礦山排水和民用高層給水等方面。在實際應(yīng)用中,過渡流道內(nèi)的水力損失較大,嚴重影響了離心泵的性能。因此,本文選200SHL160×2型石油化工流程泵為研究對象,基于數(shù)值模擬,深入探討過渡流道的結(jié)構(gòu)參數(shù)對離心泵性能和內(nèi)部流動規(guī)律的影響。所做的主要工作和取得的成果如下:1.查閱國內(nèi)外蝸殼式多級泵的研究現(xiàn)狀,著重剖析過渡流道的研究進展;對所選擇的離心泵進行數(shù)值模擬,重點分析過渡流道的內(nèi)部流動特性。結(jié)果表明:隨著流量的增加,過渡流道的水力損失越大,且小流量工況下,這種變化趨勢較緩,而大流量工況下,這種變化趨勢較快;由于流道的面積變化和彎曲,擴散段和過渡段有二次流、漩渦形成。2.用四種不同徑向長度的過渡流道匹配所選擇的離心泵得到不同的模型,并對各個模型進行數(shù)值計算。根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果分析了泵的能量特性和過渡流道內(nèi)部的流動狀態(tài)。結(jié)果表明:小流量工況下,過渡流道徑向長度的改變對離心泵性能的影響不大,但在設(shè)計工況和大流量工況下,隨著過渡流道徑向長度的減小,過渡流道的水力損失越嚴重,離心泵的揚程和效率均有所減低,效率最大相差3.4%;徑向長度的變化,對過渡流道內(nèi)部的壓力分布影響較小,而對速度分布影響較大。3.提出過渡流道斷面面積均勻增大的線型變化和非均勻增大的凹型、凸型變化。將過渡流道徑向長度為420mm的離心泵作為研究對象,在不同工況下,分別對這三種形式過渡流道的離心泵進行數(shù)值計算,并對離心泵的內(nèi)、外特性及內(nèi)部流場分布進行分析。結(jié)果表明:在設(shè)計工況下,凹型過渡流道斷面面積的變化是最佳的,相對于其他兩種變化,泵的揚程最大可提高12.86m,效率最大可提高3.42%;過渡流道斷面面積的變化對流道內(nèi)的壓力分布影響較小,而對速度分布的影響較大。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ051.21;TE65
【圖文】：

級葉輪進口。目前，市場上能夠完成此項任務(wù)的過流部件有導(dǎo)葉和過渡流道兩種。與這兩種流道相對應(yīng)的有導(dǎo)葉式多級泵（如圖 1.1）、蝸殼式多級泵（如圖 1.2）。圖1.1 節(jié)段式多級泵圖1.2 蝸殼式多級泵導(dǎo)葉和過渡流道位于上一級葉輪之后，下一級葉輪之前，可見研究導(dǎo)葉和過渡流道的水力性能是至關(guān)重要的。目前，關(guān)于導(dǎo)葉的研究頗多，并在工程應(yīng)用中取得了可觀的成效。黃萍等[1]對徑向?qū)~內(nèi)部的流場進行了 PIV 試驗，獲取了不同流量下導(dǎo)葉中間截

兩種流道相對應(yīng)的有導(dǎo)葉式多級泵（如圖 1.1）、蝸殼式多級泵（如圖 1.2）。圖1.1 節(jié)段式多級泵圖1.2 蝸殼式多級泵導(dǎo)葉和過渡流道位于上一級葉輪之后，下一級葉輪之前，可見研究導(dǎo)葉和過渡流道的水力性能是至關(guān)重要的。目前，關(guān)于導(dǎo)葉的研究頗多，并在工程應(yīng)用中取得了可觀的成效。黃萍等[1]對徑向?qū)~內(nèi)部的流場進行了 PIV 試驗，獲取了不同流量下導(dǎo)葉中間截

的流動狀態(tài)，重點研究了單蝸殼與雙蝸殼水力特性的不同。a) 過渡流道“1” b) 過渡流道“2” c) 過渡流道“3”圖1.3 過渡流道的三種結(jié)構(gòu)形式1.2.3 彎管流動的研究現(xiàn)狀過渡流道可看成一個將蝸殼和半螺旋形吸水室用空間扭曲流道連接起來的過流部件。這段空間扭曲流道類似于彎管，下面整理了有關(guān)彎管內(nèi)部流動的研究。賀益英等人[30]將兩個 90°彎管組合成 0°、90°、180°三種形式，基于試驗，通過測彎管的總阻力系數(shù)研究了兩彎管之間的距離對彎管內(nèi)部流動的影響。組合彎管內(nèi)，上游與下游的流動是相互有影響的，目前用局部阻力相鄰影響系數(shù)來表示這種影響程度。趙懿s萚31]針對不同彎管間距下的 90°彎管 Z 形組合（兩個 90°彎管組合成 0°），使用二維激光多普勒測速儀和五孔探針對彎管特征斷面上的流場分布進行了檢測、分析。發(fā)現(xiàn)彎管內(nèi)部的渦流區(qū)和二次流、進出口流速大小、上下游彎管間流速分布調(diào)整程度均對雙彎管間的相鄰影響系數(shù)有影響。鮑敏等[32]分析了不同彎曲半徑彎管在組合形式下管道之間過渡區(qū)的流場分布狀況，發(fā)現(xiàn)組合彎管過渡段的流場有二次流的存在，并且兩段彎管的彎徑比相差越大，過渡段內(nèi)二次流的差異就越大，對流動邊界上產(chǎn)生的擾動也越明顯。趙國華等[33]對 90°彎管內(nèi)水煤漿的流動進行數(shù)值模擬

【參考文獻】

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本文編號：2779335