【摘要】：潛水貫流泵是將潛水電機和貫流泵技術相結合的一種新型泵,具有低揚程、大流量的特點,其結構緊湊,流道總水力損失較小,近幾年潛水貫流泵在農(nóng)田灌溉、給排水調(diào)水和市政工程等方面得到了廣泛的應用。由于最近降水的不均勻,對潛水貫流泵的安全可靠性產(chǎn)生了極大的考驗,因此對高比轉(zhuǎn)速潛水貫流泵水力性能的深入研究,探討潛水貫流泵穩(wěn)定運行范圍,提高過流部件的可替換性,提高其水力效率,具有重要現(xiàn)實意義。本文的主要研究工作及成果如下:1.簡要闡述了貫流泵葉輪流線法設計步驟,三維建模,并對n_s=1000模型計算域進行了網(wǎng)格劃分以及網(wǎng)格無關性驗證,基于N-S基本控制方程和標準k-ε湍流模型進行三維定常數(shù)值計算,并分析外特性規(guī)律和內(nèi)流場流動特性。2.設計了外特性試驗方案,購買試驗器材,搭建試驗臺,開展了外特性試驗,統(tǒng)計貫流泵的外特性試驗數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)與數(shù)值計算結果進行對比分析,兩者吻合度較高,表明CFD數(shù)值模擬計算具有準確性和可參考性。3.通過解決原始模型實際揚程偏低的問題,提出了圓周分速度修正系數(shù),進而實現(xiàn)模型的優(yōu)化設計。針對n_s=1000的貫流泵,最佳圓周分速度修正系數(shù)以1.4為基準,同時采用變環(huán)量設計,減小輪轂處的環(huán)量,增大輪緣處的環(huán)量。4.設計5種輪轂比方案,分別計算出不同輪轂比下葉輪主要的設計參數(shù)。對5種輪轂比3種流量工況下的n_s=1000潛水貫流泵模型進行數(shù)值計算,分析外特性結果,并研究了設計工況下的內(nèi)流場規(guī)律,確定n_s=1000貫流泵的適當輪轂比為0.4和0.38。5.對n_s=1250和n_s=1600貫流泵選取最佳圓周分速度修正系數(shù)分別以1.4和1.3為基準,計算葉輪主要的設計參數(shù)并數(shù)值模擬分析,確定n_s=1250模型的適當輪轂比為0.36和0.38;確定n_s=1600模型的適當輪轂比為0.36。6.統(tǒng)計分析了n_s=1000、1250和1600三種高比轉(zhuǎn)速潛水貫流泵水力性能,發(fā)現(xiàn):輪轂比大,高效區(qū)間較窄,高效區(qū)范圍向小流量區(qū)偏移;輪轂比越大,揚程性能曲線斜率越大,而設計工況下,5組輪轂比揚程性能曲線基本重合,效率點相差不大。減小貫流泵的輪轂比,可以增大過流面積,從而提高了貫流泵運行效率,但當輪轂比過分減小時,會增大葉片的扭曲度,造成葉輪內(nèi)液體流動紊亂,導致貫流泵效率下降。
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TV136.2
【圖文】：

葉輪及導葉課題主要研究方向及內(nèi)容CFD 數(shù)值模擬 實驗研究對比分析流線法設計三維造型及網(wǎng)格劃分外特性試驗模型優(yōu)化設計設計參數(shù)ns=1000 模型不同輪轂比的水力性能分析ns=1250,1600 模型不同輪轂比的水力性能分析1. 葉輪及導葉均采用流線法設計，建立 CFD 的三維水域模型并流場分析，

STAR-CCM+是新型 CFD 流體仿真軟件平臺。把先進的連續(xù)流體力學算法與代軟件工程技術特色相結合，擁有高度的可靠性和出色的性能，已經(jīng)成為現(xiàn)代體力學分析強有力的工具。STAR-CCM+被廣泛應用于旋轉(zhuǎn)機械設計和性能預測的各個方面，可靠性強、計周期短、費用低。相比較其它流體仿真軟件，該軟件前處理簡單快捷，參數(shù)置界面簡潔，計算速度快，精度較高，工程應用范圍較大[55]。在一體化工作面中可以輕松實現(xiàn)模型導入、網(wǎng)格劃分（面網(wǎng)格和體網(wǎng)格）、模型參數(shù)設定、值計算求解以及后處理分析等過程，十分簡單方便高效[56]。工作界面簡潔清，能夠更好地滿足用戶的操作需求。 網(wǎng)格劃分.1 網(wǎng)格類型網(wǎng)格劃分是 STAR-CCM+模擬計算中重要的過程。網(wǎng)格質(zhì)量的好壞決定著數(shù)模擬結果的準確程度，選取合適的網(wǎng)格類型至關重要。目前，網(wǎng)格類型主要有面體網(wǎng)格、六面體網(wǎng)格以及四面體網(wǎng)格，如圖 2.2 所示：

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 李萍;;銀川市四排溝潛水貫流泵站的設計[J];居舍;2019年31期

2 蔣晨;楊崧;;臥式貫流泵故障分析及維修措施[J];陜西水利;2019年01期

3 陳榮杰;闞闞;覃穎聰;張新;賈少華;;軸伸貫流泵葉輪葉片應力改善有限元分析[J];中國農(nóng)村水利水電;2017年01期

4 韓曄;;雙向貫流泵站在大浦河支流溝通工程中的應用[J];浙江水利科技;2017年03期

5 張愛霞;;低轉(zhuǎn)速潛水貫流泵的結構初探[J];通用機械;2012年06期

6 姚林碧;;燈泡貫流泵機組變頻裝置特點與節(jié)能分析[J];南水北調(diào)與水利科技;2010年03期

7 潘強;;潛水貫流泵在龍子湖泵站中的應用[J];安徽水利水電職業(yè)技術學院學報;2010年03期

8 方桂林;謝偉東;;大型潛水貫流泵裝置設計與應用[J];中國水利;2010年16期

9 陳茂益;;雙向潛水貫流泵在沙頭電排站中的應用[J];廣東水利水電;2009年07期

10 朱紅耕;張仁田;馮旭松;王亦斌;姚林碧;;不同型式貫流泵裝置結構特點與水力特性分析[J];灌溉排水學報;2009年05期

相關會議論文 前9條

1 陳容新;曾崇;溫純彪;;豎井雙向貫流泵站機組設備選型設計與應用[A];2009全國大型泵站更新改造研討暨新技術、新產(chǎn)品交流大會論文集[C];2009年

2 黃毅;楊雪林;;大型豎井貫流泵裝置在南水北調(diào)邳州站的首次應用[A];中國水利學會2016學術年會論文集（下冊）[C];2016年

3 戴景;鄭源;戴啟t

本文編號：2740763