【摘要】： 部分流泵是一種小流量高揚程特殊離心泵,也叫切線泵,與一般離心泵相比,其流量一揚程特性曲線平坦,即能達到變流恒壓效果,解決了一般離心泵小流量超壓的問題。 目前,部分流泵的設計理論還不完善,小流量高揚程的低比轉速部分流泵取得了一些成功的經(jīng)驗。隨著城市中的高層、超高層建筑大量涌現(xiàn),對超壓有嚴格要求的消防泵,以及石油、化工等工業(yè)新項目的選型和舊機組的擴容,均需要大流量高揚程部分流泵。 如何使大流量高揚程部分流泵也具有平坦的流量-揚程特性曲線,針對此問題,文中以一具體的大流量高揚程消防泵為研究對象,開展了內(nèi)部流場的研究和性能預測。 首先,通過將原設計部分流泵外特性的預測值與實驗結果進行對比分析,驗證了采用CFD技術模擬部分流泵內(nèi)部流場、預測其性能是可行的,并具有一定的精度。 其次,鑒于原設計泵流量揚程曲線陡降度未滿足設計要求,對其內(nèi)部流場進行了分析,并找出其存在的主要問題。在此基礎上,對葉輪、蝸殼的結構形式進行了多方案改進,并對改進后的各模型進行了模擬計算。基于模擬計算結果,對各模型泵的內(nèi)外特性進行了對比分析,探討了葉輪、蝸殼的結構形式對部分流泵性能的影響。研究表明:1)矩形螺旋蝸殼能夠明顯提高泵的揚程和效率,并使流量-揚程特性曲線趨于平坦;2)斜葉片葉輪會降低泵的揚程系數(shù),增大揚程特性曲線的陡降度;3)復合葉輪能夠提高泵的揚程,同時泵的效率也能夠得到保證,并且能使泵的流量-揚程特性曲線變得更為平坦。 最后,通過將最佳泵型外特性的預測值與實驗值進行對比分析,驗證了該泵研制成功。得出對大流量高揚程部分流泵進行設計時,不適宜采用目前通用的設計小流量部分流泵的方法,可參考如下結論: (1)當n_s=56左右時,揚程系數(shù)可超過0.7進行選取; (2)由于流量大,喉部流速系數(shù)的選取應低于0.6; (3)取Z=8的直葉片葉輪配矩形螺旋蝸殼比較合適。 文中的研究工作不僅對部分流泵的水力設計方法進行了擴充,拓寬了部分流泵的使用范圍和結構形式,而且在工程中得到了實際運用,帶來了可觀的經(jīng)濟價值和社會價值。
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TH311
【圖文】：

圖4.68一長直葉片葉輪配環(huán)形蝸殼計算域網(wǎng)格的劃分情況邊界條件及區(qū)域類型的指定條件及計算區(qū)域是CFD計算的重要依據(jù)之一，它和網(wǎng)格有必須在Gaobit中初步指定，以后在Fluent中還可以修多種類型的邊界及區(qū)域，在生成網(wǎng)格后，必須對邊界條件進定邊界條件時，最好對所有的面都進行定義，因為未定義的面義為Wall;同時，在定義邊界條件時應考慮邊界條件的設結果的分析，最好把不同類型的面分開定義，以免分析時格及邊界條件定義后，輸出*.msh文件，為模擬計算作準章小結

形蝸殼)進行了多工況模擬計算。由計算殘差和出口總壓監(jiān)控曲線可知:計算過程收斂良好，所用的數(shù)值模擬方法及邊界條件設置比較合適。計算殘差和出口總壓監(jiān)控曲線見圖5.1一5.2�！�1圖5.1設計工況計算殘差監(jiān)控曲線卜舀舀麗而麗元二理l

本文編號：2737723