本文選題：離心泵 + 葉片厚度變化規(guī)律��； 參考：《蘭州理工大學(xué)》2011年碩士論文

【摘要】：水泵作為一種通用機(jī)械,將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的動能和壓力能,在國民經(jīng)濟(jì)中占有非常重要的地位。它的能耗占全國發(fā)電量20%左右,因此研究提高其性能具有重要的現(xiàn)實意義。 葉輪是泵重要的過流和做功部件,其葉輪的軸面、葉片型線、葉片厚度變化規(guī)律對泵的性能影響較大。關(guān)于葉輪的軸面、葉片型線對離心泵性能的影響有學(xué)者做過相關(guān)研究,而關(guān)于葉片厚度變化規(guī)律對離心泵性能的影響方面的文獻(xiàn)很少見到報道。因此,有必要研究葉片厚度變化規(guī)律對離心泵性能的影響。 本文以三種不同比轉(zhuǎn)速( n_s=49.9、97.8、187.9)的石油化工離心泵為基礎(chǔ),保證葉輪軸面尺寸不變,依據(jù)三種葉片厚度變化規(guī)律設(shè)計九種厚度翼型。對于( n_s=49.9)低比轉(zhuǎn)速泵設(shè)計T1、T2、T3三種厚度翼型,得到三個離心泵方案:方案一、方案二、方案三;對于( n_s=97.8)中比轉(zhuǎn)速泵設(shè)計T4、T5、T6三種厚度翼型,得到三個離心泵方案:方案四、方案五、方案六;對于( n_s=197.9)高比轉(zhuǎn)速泵設(shè)計T7、T8、T9三種厚度翼型,得到三個離心泵方案:方案七、方案八、方案九。利用UGNX7.5建立離心泵的三維實體模型,運(yùn)用FLUENT數(shù)值模擬軟件進(jìn)行數(shù)值計算,得到如下結(jié)論: 1.增大葉片(翼型)進(jìn)口段厚度型線曲率半徑可以達(dá)到減弱葉片表面二次流的目的,這與Johnson所分析的一致。 2.葉輪出口處尾流區(qū)的面積隨流量的增大而減小,射流-尾跡流動結(jié)構(gòu)隨著流量的增大而減弱;葉輪出口處的尾流損失隨葉片出口厚度的減小而減小,射流-尾跡流動結(jié)構(gòu)隨葉片出口厚度的減小而減弱。 3 .比轉(zhuǎn)速不同葉輪出口處的尾流區(qū)分布和射流-尾跡損失也不相同。( n_s=49.9)低比轉(zhuǎn)速離心泵尾流區(qū)主要分布在出口流道中部偏向壓力面?zhèn)?在靠近壓力面?zhèn)刃纬尚》秶纳淞?尾跡流動結(jié)構(gòu);( n_s=97.8、187.9)中高比轉(zhuǎn)速離心泵尾流區(qū)主要分布葉片吸力面和后蓋板相交處,在整個流道出口形成大范圍的射流-尾跡流動結(jié)構(gòu)。 4.對于( n_s=49.9)低比轉(zhuǎn)速離心泵,葉片厚度變化規(guī)律對泵揚(yáng)程和效率影響較小,高效區(qū)隨出口厚度的減薄向小流量點偏移;對于( n_s=97.8、187.9)中、高比轉(zhuǎn)速離心泵,隨著出口厚度的減薄揚(yáng)程降低,效率提高。在小流量范圍內(nèi)葉片厚度變化規(guī)律對泵的揚(yáng)程影響較大,在大流量范圍內(nèi)葉片厚度變化規(guī)律對泵的效率影響較大,高效區(qū)隨出口厚度的減薄而變寬且向大流量點偏移。 5.葉片出口段厚度減薄且葉片出口到最大厚度距離為45~55mm時離心葉輪的整體性能較佳。采用上述厚度方案的方案二、五、七整體性能優(yōu)于同一比轉(zhuǎn)速下的其他方案。 6.對于( n_s=97.8)中比轉(zhuǎn)速離心泵,方案四抗汽蝕性能最好,方案五次之,方案六抗汽蝕性能最差。葉片進(jìn)口厚度型線越接近流線型泵的抗汽蝕性能越好,加大葉片進(jìn)口段厚度型線曲率半徑可以提高泵抗汽蝕性能。
[Abstract]:As a kind of universal machinery, water pump plays a very important role in the national economy by converting mechanical energy into kinetic energy and pressure energy of liquid. Its energy consumption accounts for about 20% of the country's electricity generation, so it has important practical significance to study and improve its performance. Impeller is an important part of pump flow and work. The axial plane, blade profile and blade thickness of impeller have great influence on the performance of pump. About the axial surface of impeller, the influence of blade profile on centrifugal pump performance has been studied by scholars, but there are few reports on the influence of blade thickness on centrifugal pump performance. Therefore, it is necessary to study the influence of blade thickness on the performance of centrifugal pump. In this paper, based on three kinds of centrifugal pumps with different specific rotational speeds (NSP, 49.9 ~ 97.8187.9), the axial dimensions of impeller are guaranteed to remain unchanged, and nine thickness airfoils are designed according to the variation of blade thickness of three kinds of impellers. For the design of three thickness airfoils of T _ 1 T _ 2T _ 3 and T _ 1 T _ 2T _ 3 for the low specific speed pump, three centrifugal pump schemes are obtained: scheme one, scheme two, scheme three, and for the three thickness airfoils designed by the specific speed pump in (nsl97.8), three kinds of thickness airfoils are obtained: scheme four, For the design of three thickness airfoils of T7 T8 and T9, three centrifugal pump schemes are obtained: scheme 7, scheme 8, scheme 9. The three-dimensional solid model of centrifugal pump is established by using UGNX7.5, and the numerical simulation software FLUENT is used to carry out the numerical calculation. The conclusion is as follows: 1. Increasing the thickness curve radius of the inlet section of the blade (airfoil) can weaken the secondary flow on the blade surface, which is consistent with the analysis by Johnson. 2. The wake area at the impeller outlet decreases with the increase of the flow rate, the jet wake flow structure weakens with the increase of the flow rate, and the wake loss at the impeller exit decreases with the decrease of the blade outlet thickness. The jet wake flow structure weakens with the decrease of blade outlet thickness. 3. The wake distribution and jet-wake loss at the outlet of different impellers are also different. (nssp / 49.9.) the wake area of low specific speed centrifugal pump is mainly distributed on the pressure side in the middle of outlet channel. A small range of jet wake flow structure is formed near the side of the pressure surface. A large range of jet wake flow structures are formed at the outlet of the whole channel at the intersection of the suction surface of the blade and the back cover plate in the wake area of the centrifugal pump with high specific speed. 4. For the low specific speed centrifugal pump, the blade thickness has little effect on the pump head and efficiency, and the high efficiency zone shifts to the small flow point along with the thickness of the outlet, and for the high specific speed centrifugal pump, it is found that in the (nssl997. 8187.9) centrifugal pump, the thickness of the impeller blade has little effect on the head and efficiency of the pump, and that of the high specific speed centrifugal pump is offset by the thickness of the outlet. With the decrease of the exit thickness, the efficiency is improved. In the range of small flow rate, the variation of blade thickness has a great influence on the lift of the pump. In the range of large flow rate, the variation law of blade thickness has a great influence on the efficiency of the pump. The high efficiency region becomes wider with the thickness of the outlet and shifts to the point of large flow. 5. The overall performance of centrifugal impeller is better when the thickness of the blade outlet section is thinned and the distance from the blade outlet to the maximum thickness is 45~55mm. The overall performance of two, five and seven schemes with the above thickness scheme is superior to other schemes with the same specific speed. 6. For the centrifugal pump with specific rotational speed, the fourth scheme has the best anti-cavitation performance, the fifth scheme has the best anti-cavitation performance, and the sixth scheme has the worst anti-cavitation performance. The closer the blade inlet thickness profile is to the better the anti-cavitation performance of the streamline pump, the greater the blade inlet thickness profile curvature radius can be, the better the cavitation resistance performance of the pump is.
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TH311

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本文編號：1978100