导叶式混流泵叶片与转轮室间隙变化对运行性能影响的研究

发布时间：2017-04-13 03:00

  本文关键词：导叶式混流泵叶片与转轮室间隙变化对运行性能影响的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：泵是一种种类多且应用广的通用机械,提高泵的运行性能是一件非常有意义的工作。由于导叶式混流泵占地少、外径小、易启动,结构简单,高效区宽并且效率高,性能结构介于离心泵和轴流泵之间,在补偿两者缺点同时具有两者优点,在给排水行业中和建筑设备中应用很广,所以研究导叶式混流泵如何高效稳定安全运行很有必要。泵内存在的各种间隙是产生泄露损失并且影响混流泵各项运行性能的重要原因之一,不合理的间隙值将会造成不必要的泄漏损失及液体内部的漩涡流动等,进而影响到其运行性能。本文将研究导叶式混流泵叶片与转轮室间隙变化对运行性能的影响。 本文设计了导叶式混流泵模型试验方案,进行了模型安装和传感器布置。首先测试了导叶式混流泵在间隙值为0.15mmm时的效率、汽蚀和压力脉动性能,然后通过调整轴承组件位置来改变叶片外缘与转轮室之间的间隙,在间隙为0.25mmm和0.3mm的情况下进行效率性能试验。变间隙的效率性能试验的结果表明：在设计工况点Q’=354.31/s处,间隙为0.15mm时的效率值为83.74%,扬程为7.955m,轴功率为32.73kW；间隙为0.25mm时的效率为83.13%,扬程为7.907m,轴功率为32.35kW；间隙为0.3mm时的效率为82.49%,扬程为7.849,轴功率为32.11kW。由变叶片外缘间隙试验结果可看出,随着混流泵叶片外缘与转轮室间隙变大,混流泵的效率性能越差。 在模型实物和模型试验的基础上,对导叶式混流泵的间隙变化进行数值模拟分析。首先用Pro/E进行物理三维模型的建立,然后用ANSYS ICEM CFD对三维模型进行网格划分,之后使用ANSYS FLUENT对模型进行求解分析。选择设计工况点354.31/s对0.15mm、0.25mm和0.3mm三个间隙进行了效率性能模拟,对0.15mm和0.25mm进行了汽蚀性能和压力脉动性能模拟。模拟结果同样表明：在间隙值为0.15mm的时候,混流泵的运行效率最高,汽蚀性能和稳定性也最好。
【关键词】：混流泵 间隙 运行性能 数值模拟
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH313
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 前言11-24
• 1.1 课题研究背景及意义11-13
• 1.2 泵测试技术国内外发展现状13-17
• 1.2.1 国外发展现状13-14
• 1.2.2 国内发展现状14-17
• 1.3 计算流体力学概述17-19
• 1.4 混流泵数值模拟研究国内外发展现状19-22
• 1.5 本文的主要研究对象及内容22-24
• 1.5.1 研究对象22
• 1.5.2 研究内容22-23
• 1.5.3 研究创新点23-24
• 第2章 导叶式混流泵性能试验方案设计24-43
• 2.1 试验方案设计24-35
• 2.1.1 试验台设计24-26
• 2.1.2 试验测量项目及仪器仪表选择、标定26-31
• 2.1.3 测量不确定度分析31-35
• 2.2 模型试验主要测试内容及测试方法35-40
• 2.2.1 效率试验35-36
• 2.2.2 汽蚀试验36-37
• 2.2.3 压力脉动试验37-40
• 2.3 导叶式混流泵性能试验设计40-41
• 2.4 本章小结41-43
• 第3章 混流泵模型试验结果工况分析43-50
• 3.1 混流泵效率试验工况分析43-45
• 3.2 混流泵汽蚀试验工况分析45
• 3.3 混流泵压力脉动试验工况分析45-47
• 3.4 混流泵变叶片外缘间隙试验工况分析47-48
• 3.5 本章小结48-50
• 第4章 混流泵变叶片外缘间隙对水力性能影响的数值模拟分析50-85
• 4.1 数值模拟相关软件介绍50-62
• 4.1.1 CFD软件51-54
• 4.1.2 三维模型绘制软件54-57
• 4.1.3 网格划分软件57-62
• 4.2 控制方程、湍流模型及求解方法62-66
• 4.2.1 控制方程62-64
• 4.2.2 湍流模型64-65
• 4.2.3 边界条件65-66
• 4.3 物理模型66-69
• 4.4 网格划分69-73
• 4.5 模型计算及结果分析73-84
• 4.5.1 模型计算结果与试验结果对比分析74-75
• 4.5.2 混流泵能量性能分析75-79
• 4.5.3 混流泵汽蚀性能分析79-81
• 4.5.4 混流泵压力脉动性能分析81-84
• 4.6 本章小结84-85
• 第5章 结论及展望85-87
• 5.1 结论85-86
• 5.2 展望86-87
• 致谢87-88
• 攻读硕士期间发表的学术论文88-89
• 参考文献89-93

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈婵娟;;创建PROE阵列特征的几种新方法[J];大众科技;2009年09期

2 吴玉林,阎超,梅祖彦;流体机械叶轮中三维边界层正反解法及其同势流迭代计算的比较[J];工程热物理学报;1991年02期

3 宁方飞,徐力平;Spalart—Allmaras湍流模型在内流流场数值模拟中的应用[J];工程热物理学报;2001年03期

4 吴玉林，韩海，，曹树良;水轮机转轮内全三维紊流计算及效率预估[J];工程热物理学报;1996年03期

5 蔡敢为;蓝永庭;李兆军;杨旭娟;;混流式水轮机转轮内流固耦合的有限元模型[J];广西大学学报(自然科学版);2008年01期

6 张克危，孙建平，袁卫星，贾宗谟;混流泵三维势流与边界层迭代计算[J];华中理工大学学报;1995年07期

7 张克危,孙建平,贾宗谟;混流泵的性能预测[J];华中理工大学学报;1996年06期

8 邵国辉;赖喜德;;基于CFD的混流式水轮机性能预估[J];流体传动与控制;2009年02期

9 操松林,丁强民,许元兰,齐东华;开式叶片泵叶轮间隙的试验研究[J];流体机械;2002年09期

10 吴治将,赵万勇;混流泵内流场的数值模拟[J];流体机械;2005年10期

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本文编号：302622