污泥回流泵葉片后掠式設計及性能研究.pdf

1、污泥回流泵作為污水處理工藝中污泥回流的動力設備，具有較大流量、極低揚程的特點，比轉速ns達到1600，廣泛應用于市政工程、污水處理等行業(yè)。所輸送的液體屬于固液兩相流，其中固體顆粒直徑小于2mm，但液體內含有大量的纖維和雜質，易于纏繞或附著在葉輪上，造成污泥回流泵的不穩(wěn)定運行，主要表現為運行時伴有劇烈的振動噪聲以及機組負載過大設備不能持續(xù)運行。本文的主要工作和研究成果如下:
　　1)針對污泥回流泵效率偏低、污泥回流效果不佳的情況，基

2、于軸流泵葉輪的水力設計方法對污泥回流泵進行水力設計，得到了新型的污泥回流泵葉輪。
　　2)基于多面體網格和棱柱層網格的混合網格為載體，對污泥回流泵進行數值計算，預測得到了泵的揚程和效率。通過設計污泥回流泵專用實驗裝置進行外特性試驗，對比分析流量-揚程曲線發(fā)現污泥回流泵的數值模擬求解的準確。
　　3)分別對直導葉進行節(jié)段式導葉和扭曲導葉的優(yōu)化設計，以此提高污泥回流泵整體性能。利用數值模擬手段分析3種導葉方案的污泥回流泵性能，通

3、過研究發(fā)現扭曲導葉方案很大程度上提高了污泥回流泵的揚程和效率，在設計工況下其揚程和效率分別提高了8.7％、9.1％。并且，扭曲導葉較好的改善導葉內部流動情況，減小液流對導葉的沖擊損失，提高了污泥回流泵整體性能。
　　4)基于線性后掠的方法對葉片進行優(yōu)化設計，利用數值模擬方法研究后掠葉片對污泥回流泵性能的影響。通過對不同后掠葉片的污泥回流泵外特性以及內流場的分析發(fā)現，隨著葉片后掠角的增加，污泥回流泵揚程曲線與軸功率曲線隨之向下偏移，

4、并且葉片后掠程度越大偏移越明顯，而效率曲線并不隨后掠角的變化呈現規(guī)律變化。在設計工況下，后掠角為20°的污泥回流泵效率值最大，效率較原型葉片提高了2.8％，而后掠角為60°的污泥回流泵效率值最小，效率降低了2.6％。同時，隨著后掠角的增加，葉輪內徑向流動分布范圍增加，葉緣處徑向速度增大。
　　5)污泥回流泵內部為復雜的非定常流動，因此對其進行非定常計算，研究后掠式污泥回流泵內部流場的壓力脈動特性。通過研究發(fā)現，隨著后掠角的增加，后