切線泵由于在小流量超低比轉(zhuǎn)速下的性能優(yōu)勢,逐漸應(yīng)用于民用工業(yè)和消防領(lǐng)域。同時(shí)有關(guān)切線泵的研究也逐漸從高轉(zhuǎn)速逐漸轉(zhuǎn)移到常規(guī)轉(zhuǎn)速,使得切線泵在較大范圍內(nèi)得到推廣和應(yīng)用。 本研究從水力設(shè)計(jì)入手探討切線泵的水力設(shè)計(jì)基本原理和方法。按照設(shè)計(jì)要求的特性參數(shù)來選取已有模型泵(QX2×130-7)作為研究對象,通過切線泵數(shù)值模擬方法的研究,對比分析定常與非定常情況下數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值,得出非定常數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)值較接近和數(shù)值模擬可靠性的結(jié)論。并以此為依據(jù),根據(jù)非定常的數(shù)值模擬方法改變模型泵的單個(gè)參數(shù)如：喉部直徑,蝸殼斷面形狀及軸側(cè)和盤側(cè)間隙等,對模型切線泵瞬時(shí)的流量特性曲線、內(nèi)部流場流動(dòng)特性進(jìn)行分析； 1.研究模型泵(QX2×130-7),通過計(jì)算并對比分析模型泵在小流量范圍內(nèi)的外特性,并與模型泵外特性值進(jìn)行了對比,得出非定常模擬方法在小流量范圍內(nèi)更適應(yīng)于切線泵內(nèi)部流場分析的結(jié)論。 2.在小流量(0m3/h-1.5Qdm3/h)范圍內(nèi)對模型泵瞬時(shí)特性進(jìn)行捕捉分析,發(fā)現(xiàn)模型泵具有非定常特征,且在一定的流量范圍內(nèi),隨著流量的增加,瞬時(shí)外特性變化較大,非定常特性明顯增強(qiáng)。 3.在改變模型泵喉部直徑的條件下,通過分析發(fā)現(xiàn)：近出口的流道對泵性能具有較大影響,一定流量范圍內(nèi)該區(qū)域流量越大軸功率越大；葉輪蝸殼的相對位置對外特性具有較大影響,瞬時(shí)揚(yáng)程和瞬時(shí)效率隨著葉輪旋轉(zhuǎn)呈現(xiàn)周期性變化規(guī)律。 4.一定流量范圍內(nèi),當(dāng)喉部直徑在0.8倍模型喉徑以下時(shí),揚(yáng)程效率下降較快；當(dāng)喉部直徑高于1.4倍模型泵喉徑時(shí),揚(yáng)程效率略高于設(shè)計(jì)工況下?lián)P程值,但增長幅度不大。喉部直徑大小決定流量截止點(diǎn)位置,喉徑越大截止流量越大。 5.一定流量范圍內(nèi)模型泵僅改變蝸殼斷面形狀時(shí),圓形截面渦殼比矩形截面平均效率要高0.63%-3.1%,梨形截面渦殼的平均效率最低值比圓形截面渦殼低1.0%,最高的值比圓形截面渦殼高1.2%。而平均軸功率則相差不大。渦室截面形狀對性能影響不大,可根據(jù)結(jié)構(gòu)和制造方便來選擇。 6.一定流量范圍內(nèi)盤側(cè)間隙和蓋側(cè)間隙相等的理想狀況下,隨間隙增大平均揚(yáng)程、平均效率及平均軸功率都具有不同程度的下降。當(dāng)間隙大于0.3mm后,揚(yáng)程下降幅度明顯增大。
【學(xué)位單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類】：TH311
【部分圖文】：

過流件的幾何參數(shù)。亦即設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于選取揚(yáng)程系數(shù)甲和流量系數(shù)f。根據(jù)對國外研究資料的統(tǒng)計(jì)，甲二0.6一0.715]，f二0.6一0.816}。圖1.2(a)和(b)分別是切線泵的結(jié)構(gòu)示意圖和葉輪實(shí)體圖。(a)圖1.2切線泵的結(jié)構(gòu)示意圖和葉輪實(shí)體圖對比切線泵和常規(guī)的離心泵(即全流泵)結(jié)構(gòu)上具有有明顯差別:l)常規(guī)離心泵的葉片一般空間扭曲葉片，渦殼是根據(jù)動(dòng)量守恒原理和環(huán)量相等設(shè)計(jì)的螺旋形渦殼，渦殼形狀是沿螺旋線方向渦殼通流面積逐漸增大的2)切線泵大部分沒有采用螺旋形殼體，而是采用同心環(huán)形殼體。圓錐形集液器實(shí)現(xiàn)動(dòng)揚(yáng)程向靜揚(yáng)程的轉(zhuǎn)化;而且葉輪形狀是開式徑向葉輪，葉片呈直線放射狀，進(jìn)出口角均為90“，這種直葉片容易制造出能經(jīng)受高速運(yùn)轉(zhuǎn)的剛性強(qiáng)的葉輪閉。兩種泵在結(jié)構(gòu)的差異導(dǎo)致了兩種泵的應(yīng)用范圍、流動(dòng)特點(diǎn)的不同。1.1.2切線泵的工作原理如圖1.3所示，切線泵的過流部分由吸入室、葉輪流道、渦殼和擴(kuò)散管組成。切線泵葉輪是完全開式的

高速條件下運(yùn)行，密封端面的相對滑動(dòng)速度大，不可避免地會(huì)增，在使用過程中，會(huì)出現(xiàn)密封使用壽命短、泄漏嚴(yán)重等問題。、抽空和斷流問題速越高，其抗汽蝕性能必然越低，因此容易發(fā)生汽蝕現(xiàn)象，導(dǎo)致法滿足實(shí)際生產(chǎn)的要求，更嚴(yán)重者會(huì)出現(xiàn)抽空和斷流問題。因此到泵進(jìn)口壓力的限制，在進(jìn)口管路或裝置壓力比較低的地方，高。的可靠性和安全性問題大多應(yīng)用于石油、化工和消防等領(lǐng)域，其可靠性和安全性是最關(guān)的高速泵由泵殼、增速箱(包括高低速齒輪、軸和軸承等)、泵端誘導(dǎo)輪和泵殼擴(kuò)壓器等)和密封體(包括機(jī)械密封和輔助密封系統(tǒng)速泵比普通的常速離心泵的結(jié)構(gòu)要復(fù)雜得多，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的。主要故障有以下幾點(diǎn):齒輪故障;潤滑油系統(tǒng)故障;葉輪故障械密封故障等。圖1.5體現(xiàn)了以高速切線泵為例的各種故障模式。

氏一葉輪后存板厚度7.葉片數(shù)開式葉輪切線泵的葉輪結(jié)構(gòu)如圖2.5所示，葉片呈輻射狀，其出口葉片安裝角為90。，葉片分全開式和半開式兩種結(jié)構(gòu)，本設(shè)計(jì)選用全開式葉輪，為了提高揚(yáng)程系數(shù)，葉片數(shù)取為10片，即:=10。圖2.5葉片結(jié)構(gòu)
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 吳玉珍;部分流式切線泵在高效率條件下?lián)P程系數(shù)的確定[J];化工設(shè)備與管道;2000年03期

2 嚴(yán)俊峰;陳煒;;基于遺傳算法的低比轉(zhuǎn)速高速泵優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];火箭推進(jìn);2006年03期

3 朱加貴;Sundyne高速泵的振動(dòng)故障分析與監(jiān)測[J];化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù);2001年01期

4 張學(xué)靜;李德明;;多級導(dǎo)葉式離心泵導(dǎo)葉內(nèi)部CFD計(jì)算分析[J];甘肅科學(xué)學(xué)報(bào);2006年03期

5 陳洪海,袁壽其;低比速離心泵優(yōu)化設(shè)計(jì)方法[J];流體機(jī)械;2001年08期

6 楊敏官,王德軍,查森;液態(tài)硫磺泵的選型和設(shè)計(jì)[J];流體機(jī)械;1997年01期

7 朱祖超，王樂勤，沈慶根;低比轉(zhuǎn)速高速復(fù)合葉輪離心泵的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)[J];流體機(jī)械;1996年02期

8 耿少娟;聶超群;黃偉光;馮濤;劉克;;不同葉輪形式下離心泵整機(jī)非定常流場的數(shù)值研究[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2006年05期

9 張劍慈;崔寶玲;李昳;朱祖超;陳鷹;;開式離心葉輪內(nèi)部流道的數(shù)值模擬[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2006年04期

10 楊敏官;液態(tài)硫磺泵的特性分析及實(shí)驗(yàn)研究[J];江蘇理工大學(xué)學(xué)報(bào);2000年06期

本文編號：2843020