本文選題：斜流泵 + 流動不穩(wěn)定特性　； 參考：《江蘇大學》2017年碩士論文

【摘要】：斜流泵具有流量大、抗汽蝕性能良好、高效區(qū)范圍寬廣等優(yōu)點,廣泛應用于南水北調、電力行業(yè)、噴水推進以及城市供水等鄰域。然而失速、葉頂泄漏流和泄漏渦引起的泵性能下降和流動不穩(wěn)定特性是大型調水工程用斜流泵急需解決的難題之一。本文在國家自然科學基金“混流泵加速流工況瞬態(tài)空化形態(tài)及其誘導水力振蕩特性研究(51579118)”的資助下,運用大渦模擬和壓力脈動試驗等方法對斜流泵流動不穩(wěn)定特性開展研究,分析葉頂間隙大小、間隙區(qū)域壓差對葉頂泄漏量的影響,葉頂泄漏量與泄漏渦旋轉強度的關系以及泄漏流對葉輪進口流場的影響,掌握了解斜流泵性能下降以及流動不穩(wěn)定特性產生的原因,并提出了抑制葉頂泄漏流的方法,本文主要研究成果如下:(1)探究葉頂間隙大小對葉頂泄漏流的影響本文選取0mm、0.25mm、1mm、2mm四種葉頂間隙模型泵進行模擬計算,并對間隙區(qū)域壓差的分布情況、7個特征面上的泄漏量、進口軸面速度的分布以及葉頂泄漏渦旋轉強度進行分析。結果表明,隨著葉頂間隙的增加葉頂泄漏量逐漸升高,相同間隙時從葉輪進口到出口泄漏量呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢,同時隨著間隙的增加葉頂泄漏渦的旋轉強度也增加。(2)不同開槽方案對斜流泵性能和流動穩(wěn)定性的影響為了抑制葉頂泄漏流提高斜流泵的性能和流動穩(wěn)定性,本文選取1mm葉頂間隙模型泵進行了開槽方案的研究,探究了不同開槽角度、個數(shù)以及深度對泵性能的影響。研究結果表明,四種開槽角度中最小開槽角度方案(方案1)在減小葉頂泄漏量和葉頂泄漏渦旋轉強度方面效果最明顯。方案1、2和3對葉頂泄漏流的流動方向控制較好,使得相鄰葉片進口流場并未受到泄漏流的影響,這有效緩解了葉輪的失速。分析了不同開槽數(shù)量方案模擬結果發(fā)現(xiàn),在0.4Qopt和0.8Qopt工況下隨著開槽數(shù)量的增加葉頂泄漏量逐漸減小,但開槽數(shù)量對葉輪內葉頂泄漏渦旋轉強度影響較小,同時對進口流場的軸面速度分布影響也不明顯,因此開槽數(shù)量主要是通過減小泄漏損失來提高泵的性能。分析了不同開槽深度方案模擬結果發(fā)現(xiàn)除0.4Qopt工況外隨著開槽深度的降低葉頂泄漏量逐漸升高,而在0.4Qopt工況時泄漏量反而有所減小。隨著開槽深度的減小槽對葉頂泄漏流流動方向的控制減弱,致使葉片B進口輪緣回流區(qū)域增大。然而三種開槽深度對葉頂泄漏渦旋轉強度影響并不明顯,由此說明開槽深度主要是通過減小泄漏損失來提高泵的性能。(3)數(shù)值模擬和試驗壓力脈動分析通過對比0.25mm葉頂間隙模型泵0.4Qopt、0.8Qopt、1.0Qopt工況下各監(jiān)測點壓力脈動數(shù)值模擬和試驗測量結果,研究發(fā)現(xiàn),三種工況下從葉輪進口至導葉進口各監(jiān)測點的壓力脈動在1個葉輪旋轉周期內出現(xiàn)了4次波峰和波谷。然而0.4Qopt工況下導葉出口監(jiān)測點模擬壓力脈動和試驗測得的壓力脈動均沒有規(guī)律性,但隨著流量的升高導葉出口監(jiān)測點壓力脈動呈現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。0.4Qopt工況時大渦模擬和試驗測得葉輪進口和導葉進口的壓力脈動主頻均為葉頻,但該工況時葉輪出口和導葉出口監(jiān)測點的主頻模擬值與試驗值之間存在差異。隨著流量的升高模擬和試驗測得的葉輪進口至導葉進口各監(jiān)測點的主頻均為葉頻,同時導葉出口監(jiān)測點的主頻為5倍軸頻。
[Abstract]:In this paper , the effects of different grooving angles on the performance and flow stability of the inclined flow pump are studied . The results show that the minimum slotted angle scheme ( scheme 1 ) has a better effect on the performance and flow stability of the vane tip .
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TH313

【參考文獻】

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本文編號：2101229