發(fā)布時間：2017-11-27 16:14

  本文關(guān)鍵詞：離心泵葉輪切割對泵性能及其蝸殼內(nèi)部流場影響的數(shù)值研究

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【摘要】：雙吸離心泵的應(yīng)用非常廣泛,不論是在工廠、礦山、城市給水排水還是農(nóng)田排灌中都有它的影子。與單吸泵相比,它有較大的流量、較好的吸入性能；與混流泵比,它有較高的揚程。一般來說,當泵的性能不滿足要求而需要通過切割解決時,基本上平切葉輪外徑就可以滿足要求；但是,在工程中實際應(yīng)用的時候,對某些中、高比轉(zhuǎn)速雙吸離心泵的葉輪外徑進行平切后,通過試驗發(fā)現(xiàn)雖然揚程下降了,可是功率基本沒有下降,這就說明泵的效率下降太多,針對這種情況,研究人員將其葉輪外徑進行了V切,發(fā)現(xiàn)泵的功率下降較多,效率較高,這就表明V切可以改善某些中、高比轉(zhuǎn)速泵的性能；另外,實際應(yīng)用中為了減弱雙吸泵的振動、噪聲,減小泵內(nèi)的壓力脈動,將雙吸泵葉輪兩側(cè)葉片交錯布置一定角度是一種較好的方式。 所以,為了考證工程實踐的結(jié)果,本文以不同比轉(zhuǎn)速的兩個大型雙吸離心泵為研究對象,對原模型的全流道進行了數(shù)值模擬并根據(jù)模擬結(jié)果對泵的性能及蝸殼內(nèi)部流場進行了分析,然后將中、高比轉(zhuǎn)速泵的葉輪外徑進行了等量的三次平切和V切,并將模擬結(jié)果進行了對比；最后,選擇了中比轉(zhuǎn)速泵原模型和其中的兩個切割模型,研究了設(shè)計工況下蝸殼內(nèi)部壓力脈動的變化情況,并探究了將該雙吸泵葉輪兩側(cè)葉片交錯布置不同角度對泵蝸殼內(nèi)部壓力脈動的影響,并得到了以下結(jié)論： 1.兩中、高比轉(zhuǎn)速泵的原模型在各工況下的模擬揚程和效率都高于試驗結(jié)果,這主要是由于數(shù)值模擬的環(huán)境比較理想,不考慮各種損失；提取了兩泵蝸殼內(nèi)各斷面的速度矢量圖,發(fā)現(xiàn)兩泵蝸殼內(nèi)均存在旋渦,這會造成一定的能量損失。 2.和原模型相比,當對葉輪外徑進行平切時,中、高比轉(zhuǎn)速泵的揚程、效率、功率都在下降,但高比轉(zhuǎn)速泵的效率下降比高于中比轉(zhuǎn)速泵的效率下降比,而功率下降比低于中比轉(zhuǎn)速泵,這就說明平切后兩泵性能都比原模型差,只是高比轉(zhuǎn)速泵性能變差程度更嚴重一些；和原模型相比,V切時,中、高比轉(zhuǎn)速泵的揚程、功率也在下降,而對于效率而言,中比轉(zhuǎn)速泵效率下降,高比轉(zhuǎn)速泵效率升高,這就說明V切改善了高比轉(zhuǎn)速泵的性能；對任意一比轉(zhuǎn)速泵而言,平切時揚程、效率低于V切,功率高于V切,這表明兩種比轉(zhuǎn)速泵的V切效果都比平切好,V切更適合高比轉(zhuǎn)速泵。這種結(jié)果也印證了實際工程應(yīng)用中所得到的結(jié)論。 3.在蝸殼的內(nèi)部流場方面,通過對比得到兩種比轉(zhuǎn)速泵切割葉輪外徑后蝸殼中的旋渦仍然存在,通過斷面的速度矢量圖可以看到,平切時蝸殼內(nèi)部旋渦的形態(tài)比原模型更紊亂一些,V切可以改善渦的形態(tài)。 4.所選擇的中比轉(zhuǎn)速泵蝸殼內(nèi)主要存在軸頻和葉頻脈動及其它們的倍頻脈動,切割后的模型蝸殼內(nèi)壓力脈動幅值低于原模型,這是由于葉輪與隔舌之間間隙增大的緣故；將該雙吸泵葉輪兩側(cè)葉片交錯布置可以有效降低蝸殼內(nèi)壓力脈動,而且較大交錯度數(shù)比較小交錯度數(shù)降低該泵蝸殼內(nèi)壓力脈動的效果更好,尤其可以減弱葉輪和靜止、非對稱的壓水室之間動靜干涉作用產(chǎn)生的葉頻壓力脈動；出口處由于擴散管的緩沖與穩(wěn)流作用,壓力脈動小于其它地方；對同一模型來說,不同位置的測點的壓力脈動時域、頻域特征幾乎相同。
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH311

【參考文獻】

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