大型中比轉(zhuǎn)速礦用泵無過載特性研究
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【摘要】:煤炭是我國的重要能源,但在煤礦開采過程中常有涌水滲出,嚴(yán)重時(shí)危害生命財(cái)產(chǎn)安全,因此采用大型礦用排水泵排出涌水對(duì)于維護(hù)煤礦安全生產(chǎn)具有至關(guān)重要的作用。鑒于礦用排水泵通常在大流量區(qū)域工作,易過載而引發(fā)事故,因此研究礦用泵無過載特性,不僅有利于煤礦生產(chǎn)安全,而且有利于煤礦節(jié)能減排。本文受“十二五”國家科技支撐計(jì)劃資助,以中比轉(zhuǎn)速礦用泵D82-19-2為研究對(duì)象,通過進(jìn)行模型泵試驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算、正交試驗(yàn)以及優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算公式的推導(dǎo)等工作,對(duì)中比轉(zhuǎn)速無過載離心泵進(jìn)行了較深入地研究,揭示了該泵主要幾何參數(shù)對(duì)其無過載特性的影響規(guī)律;經(jīng)綜合對(duì)比分析,提出了大型中比轉(zhuǎn)速礦用泵無過載優(yōu)化方案,完成了原型泵水力設(shè)計(jì)、仿真計(jì)算與數(shù)值分析。具體研究內(nèi)容如下:1.模型泵性能預(yù)測和試驗(yàn)驗(yàn)證采用凡方水力設(shè)計(jì)軟件建立模型,利用軟件Fluent對(duì)模型泵進(jìn)行數(shù)值仿真計(jì)算和試驗(yàn),得到了模型泵的性能;數(shù)值計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本一致,驗(yàn)證了數(shù)值計(jì)算方法的可靠性。2.揭示幾何參數(shù)對(duì)中比轉(zhuǎn)速離心泵無過載性能的影響規(guī)律,得到了正交優(yōu)化方案選取模型泵主要幾何參數(shù)β2、D2、z、b2、Dj、Ft、φ,按照正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法確定試驗(yàn)方案L18(37),建立模型進(jìn)行數(shù)值計(jì)算分析,獲得了各幾何參數(shù)對(duì)中比轉(zhuǎn)速離心泵無過載性能的影響規(guī)律,并根據(jù)分析結(jié)果提出了正交優(yōu)化方案。3.研究并提出中比轉(zhuǎn)速無過載離心泵葉輪優(yōu)化設(shè)計(jì)公式,并進(jìn)行了實(shí)例計(jì)算與驗(yàn)證根據(jù)無過載理論,結(jié)合經(jīng)典中高比轉(zhuǎn)速無過載離心泵的設(shè)計(jì)計(jì)算公式,分析推導(dǎo)出中比轉(zhuǎn)速無過載離心泵葉輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算公式;經(jīng)實(shí)例計(jì)算,驗(yàn)證了優(yōu)化公式的準(zhǔn)確性,并按優(yōu)化公式得到了新的設(shè)計(jì)方案。4.提出了大型中比轉(zhuǎn)速礦用泵無過載最終優(yōu)化方案,完成了原型泵水力設(shè)計(jì)、數(shù)值仿真計(jì)算與分析。通過對(duì)模型泵原始方案、正交優(yōu)化方案、優(yōu)化公式設(shè)計(jì)方案進(jìn)行綜合對(duì)比分析,提出了大型中比轉(zhuǎn)速礦用泵無過載最終優(yōu)化方案;再根據(jù)相似理論,在換算出原型泵幾何參數(shù)的基礎(chǔ)上,完成了原型泵水力設(shè)計(jì);最后建立模型并進(jìn)行數(shù)值仿真計(jì)算,表明:原型泵水力性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
【關(guān)鍵詞】:中比轉(zhuǎn)速 離心泵 數(shù)值模擬 正交試驗(yàn) 優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】:浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:TD744
【目錄】:
- 摘要5-7
- ABSTRACT7-11
- 第1章 緒論11-20
- 1.1 課題的背景及意義11-12
- 1.1.1 課題研究的背景11-12
- 1.1.2 課題的來源及意義12
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
- 1.2.1 中比轉(zhuǎn)速離心泵研究現(xiàn)狀12-14
- 1.2.2 離心泵無過載性能研究現(xiàn)狀14-17
- 1.3 研究計(jì)劃17-20
- 1.3.1 研究對(duì)象17-18
- 1.3.2 研究內(nèi)容18-20
- 第2章 泵的設(shè)計(jì)方法及無過載理論20-29
- 2.1 離心泵的水力設(shè)計(jì)方法20-23
- 2.1.1 相似換算法20-22
- 2.1.2 速度系數(shù)法22-23
- 2.2 無過載離心泵理論23-28
- 2.3 本章小結(jié)28-29
- 第3章 中比轉(zhuǎn)速無過載多級(jí)泵性能預(yù)測與試驗(yàn)驗(yàn)證29-40
- 3.1 原型泵與模型泵的基本參數(shù)29-30
- 3.2 模型泵外特性的數(shù)值模擬計(jì)算30-35
- 3.2.1 流體力學(xué)控制方程30-31
- 3.2.2 三維模型的建立31-32
- 3.2.3 網(wǎng)格生成32-34
- 3.2.4 Fluent求解器的設(shè)置34
- 3.2.5 模型泵特性的預(yù)測結(jié)果34-35
- 3.3 模型泵外特性試驗(yàn)35-38
- 3.3.1 試驗(yàn)裝置35-37
- 3.3.2 測量及計(jì)算37-38
- 3.4 數(shù)值模擬與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比38-39
- 3.5 本章小結(jié)39-40
- 第4章 幾何參數(shù)對(duì)中比轉(zhuǎn)速泵無過載性能的影響40-52
- 4.1 正交試驗(yàn)概念與意義40
- 4.2 中比轉(zhuǎn)速無過載泵的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)40-42
- 4.2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>40
- 4.2.2 試驗(yàn)指標(biāo)40-41
- 4.2.3 確定試驗(yàn)因素和試驗(yàn)方案41-42
- 4.3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的結(jié)果分析42-49
- 4.4 正交優(yōu)化方案49-51
- 4.5 本章小結(jié)51-52
- 第5章 中比轉(zhuǎn)速無過載多級(jí)泵優(yōu)化設(shè)計(jì)52-63
- 5.1 泵的基本方程式52
- 5.2 無過載優(yōu)化設(shè)計(jì)公式52-54
- 5.3 應(yīng)用實(shí)例與驗(yàn)證54-59
- 5.4 方案對(duì)比59-60
- 5.5 原型泵性能60-62
- 5.6 本章小結(jié)62-63
- 第6章 總結(jié)與展望63-65
- 6.1 研究總結(jié)63-64
- 6.2 本論文的創(chuàng)新點(diǎn)64
- 6.3 展望64-65
- 符號(hào)說明65-66
- 參考文獻(xiàn)66-69
- 致謝69-70
- 攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和成果70
【共引文獻(xiàn)】
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本文關(guān)鍵詞:大型中比轉(zhuǎn)速礦用泵無過載特性研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
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