單葉片潛水排污泵徑向力特性的研究.pdf

1、單葉片潛水排污泵通過顆粒直徑大、抗堵塞和抗纏繞能力強，被廣泛應用于市政工程、污水處理廠、排污泵站等場合，但葉輪葉片的非軸對稱布置，導致徑向力過大、軸承受力不均勻，維護周期短、成本高，極大的限制了行業(yè)的發(fā)展。因此，本文針對單葉片潛水排污泵轉子系統(tǒng)徑向力過大問題進行深入研究，具體研究內容和取得的成果如下:
　　1.確定設計參數，對單葉片葉輪和配套蝸殼進行水力設計，基于正交試驗的方法選擇3組變量，共設計了9組試驗方案，優(yōu)化后的葉輪數值預

2、測水力效率達到59.8％。
　　2.針對單葉片潛水排污泵的轉子系統(tǒng)質量不平衡，采用參數化建模和虛擬樣機仿真技術相結合的手段進行質量配平，經過對原始葉輪和配平后的葉輪進行動平衡試驗，二者結果基本一致，表明該方法具有精度高、周期短、成本低等特點。
　　3.基于全六面體結構化網格對單葉片潛水排污泵進行全流場定常計算，獲得了單葉片潛水排污泵的外特性預測曲線及內流特征，成功捕獲了單葉片葉輪內的二次流動及旋渦等現象，并發(fā)現在小流量工況下

3、內部流動紊亂，而大流量工況時內部流場物理結構得到明顯改善。
　　4.根據水力設計結果，對樣機進行結構設計及試驗臺改造，獲得了樣機的流量-揚程實測曲線，與數值計算對比分析，驗證了數值計算的精度。
　　5.基于上述模擬方法，對全流場進行非定常計算，分析了水泵內不同點的壓力脈動規(guī)律。通過時域圖分析發(fā)現，壓力脈動呈明顯的周期性，一個周期內出現波峰和波谷各一次，與葉輪葉片數正好對應;基于傅里葉變化，獲得頻域特征，發(fā)現在葉頻下各點的脈動

4、幅值最大。
　　6.根據非定常數值計算的結果，對葉輪徑向力進行追蹤，發(fā)現葉輪水力徑向力矢量圖呈橢圓形，說明徑向力在一個周期內不斷變化。在0.8Q～1.2Q工況范圍內，葉輪水力徑向力隨著流量的增加而增大。根據葉輪水力徑向力矢量圖分析，選取數值最大、最小和突變處三個特征點，發(fā)現同一個工況下其方向與葉輪相對位置基本不變。
　　7.對設計工況下，葉輪旋轉一個周期內的水力徑向力進行數值平均。在水力徑向力的反方向對葉輪進行配重，配重后的