發(fā)布時間：2017-12-26 15:00

  本文關(guān)鍵詞：單葉片螺旋離心式潛水排污泵的優(yōu)化設(shè)計及試驗研究　出處：《江蘇大學(xué)》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著城市污水處理和節(jié)能減排要求的不斷提高,開發(fā)無堵塞高效排污設(shè)備顯得迫在眉睫。因此,本文在國家十二五科技支撐計劃“高效環(huán)保用泵關(guān)鍵技術(shù)研究及工程應(yīng)用”(項目編號：2011BAF14B01)的資助下,對單葉片螺旋離心泵進(jìn)行了相關(guān)研究。本文的主要研究內(nèi)容和取得的主要創(chuàng)造性成果有： 1、簡述了單葉片螺旋離心泵的兩種設(shè)計方法,結(jié)合具體設(shè)計參數(shù),采用保角變化法設(shè)計了單葉片螺旋離心葉輪水力圖,并對其進(jìn)行了預(yù)配重。 2、成功將多面體網(wǎng)格應(yīng)用于單葉片螺旋離心泵的數(shù)值計算中,并與外特性試驗結(jié)果進(jìn)行了對比,驗證了該數(shù)值計算方法的精度。 3、對比了不同進(jìn)出口邊形狀、不同葉片高度和不同蝸殼隔舌半徑時候,單葉片螺旋離心泵性能的變化,通過對內(nèi)部流場的剖析,揭示了各個設(shè)計參數(shù)的作用機(jī)理；同時,研究了不同葉頂間隙大小情況下,單葉片螺旋離心泵性能的變化,并與試驗結(jié)果進(jìn)行了對比,認(rèn)為實際安裝中應(yīng)保證最小間隙處不大于0.5mm。 4、結(jié)合具體工程改造項目,設(shè)計了比轉(zhuǎn)速相近的傳統(tǒng)多葉片式、單葉片式、雙流道式離心排污泵,并加工樣機(jī)和進(jìn)行試驗。根據(jù)相似定律,將各類型葉輪換算至與單葉片螺旋離心葉輪同一功率下。對比四者的最大通過顆粒直徑、葉片進(jìn)出口過流面積、高效區(qū)寬度及揚程、功率曲線的走勢,結(jié)果表明,單葉片螺旋離心泵具有最大的通過顆粒直徑和進(jìn)出口面積,并具有平緩的功率曲線和陡降的揚程曲線,效率略次于傳統(tǒng)多葉片式排污泵。 5、通過透明水箱及葉輪底蓋的加工,采用變頻啟動,利用高速攝影相機(jī),研究不同直徑顆粒及長纖維通過單葉片螺旋離心葉輪進(jìn)口時的過程,發(fā)現(xiàn)了顆粒通過葉片進(jìn)口邊并通過葉輪的兩種方式,揭示了單葉片螺旋離心葉輪抗堵塞和對輸送介質(zhì)無損性的原因。 6、針對單葉片螺旋離心葉輪的配重問題,提出采用參數(shù)化建模技術(shù)及虛擬樣機(jī)仿真技術(shù)相結(jié)合的解決方式,結(jié)果表明,通過該方法配重后的雙面不平衡質(zhì)量均在20g以內(nèi),精度較高,且節(jié)約了大量的時間和成本。 7、通過樣機(jī)改造,實現(xiàn)了潛水狀態(tài)下,機(jī)組不同位置處的壓力脈動、振動測量及軸心軌跡測量。通過對振動的測量可知,設(shè)計工況下的振動最小,隨著流量的增加或減小,振動逐漸增加；隨著葉頂間隙的增加,底蓋襯套和電機(jī)上測點處的振動明顯加強(qiáng),而蝸殼隔舌及基礎(chǔ)上的變化規(guī)律則不明顯。通過對軸心軌跡和壓力脈動的分析,給出了二者的分布規(guī)律及隨著葉頂間隙、不同偏重等因素的變化趨勢。 8、對比了數(shù)值計算與試驗的壓力脈動結(jié)果,二者具有較好的吻合度,并通過對數(shù)值計算內(nèi)部流場的剖析,揭示了壓力脈動曲線變化的原因。其次,研究了數(shù)值計算預(yù)測的徑向力結(jié)果,并通過與試驗中軸心軌跡的對比,判斷了計算的正確性。最后,通過將數(shù)值預(yù)測的葉輪表面跡線分布與油膜試驗對比,發(fā)現(xiàn)了單葉片螺旋離心泵內(nèi)部的葉頂泄漏、回流及旋渦等流動現(xiàn)象。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH311

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1337703