軸流式強制循環(huán)泵內(nèi)部流動研究.pdf

1、軸流式強制循環(huán)泵是一種特殊型式的軸流泵，多應用于化工、石油行業(yè)中，特別是在燒堿、磷酸、酒精等產(chǎn)品工藝流程中常與蒸發(fā)器、結(jié)晶器和反應器配套使用。該泵的主要作用是在料液進行濃縮結(jié)晶時提供循環(huán)動力，促進料液的循環(huán)，提高料液蒸發(fā)過程的傳熱系數(shù)。循環(huán)泵通常采用無導葉結(jié)構(gòu)，因此將造成循環(huán)泵葉輪出口旋轉(zhuǎn)動能的大量損失。由于損失的旋轉(zhuǎn)動能在循環(huán)泵總能量中占有相當比重，循環(huán)泵效率相較于普通軸流泵有較大的降低，所以要提高循環(huán)泵效率，需從其它方面進行研究。本

2、文選取循環(huán)泵葉輪導水段與葉頂間隙為研究對象，對其進行優(yōu)化設(shè)計，并詳細分析其內(nèi)部流動結(jié)構(gòu)，以期提高循環(huán)泵整泵的效率。
　　本文首先對葉輪導水段的導水錐進行優(yōu)化設(shè)計，并分析導水錐型面以及長度變化對葉輪流場的影響，同時分析了環(huán)量分布規(guī)律及葉頂間隙對模型泵性能的影響。本文詳細討論了不同參數(shù)的匹配對模型泵效率及內(nèi)部流場結(jié)構(gòu)的影響，可為設(shè)計高效、穩(wěn)定的軸流泵葉輪水力模型提供有益參考，主要工作及研究成果如下：
　　1.通過數(shù)值計算方法對導

3、水錐進行優(yōu)化設(shè)計，分析其內(nèi)部流動認為：維多辛斯基(witozinskv)導水錐流場出口的軸向速度不均勻度和速度平均偏流角均較優(yōu)，整流性能較出色。
　　2.通過對導水錐及葉輪進行流場分析發(fā)現(xiàn)，葉輪的預旋作用會較大地影響導水錐出口軸向速度的不均勻度，但對偏流角、切向速度和水力損失影響較小。離葉輪越近的導水錐流場受葉輪旋轉(zhuǎn)影響愈大。
　　3.適當增加導水錐長度可提高葉輪水力效率，但長度過大會增加流場水力損失。推薦導水錐長度應為葉輪

4、直徑的（0.5～0.7）倍。圓整錐體頭部尖銳段，可減少尖銳頭部誘發(fā)的不穩(wěn)定流動，在保留整體型面的基礎(chǔ)上，建議圓整長度應為導水錐長度的（1/7~1/8）倍。
　　4.闡述了變環(huán)量設(shè)計軸流泵葉輪方法的本質(zhì)，并選用三種環(huán)量分布規(guī)律進行葉輪設(shè)計，同時深入分析了不同環(huán)量葉輪的內(nèi)部流場結(jié)構(gòu)。
　　5.選用4種不同大小的葉頂間隙，分別匹配設(shè)計環(huán)量不同的葉輪，基于SST k-ω湍流模型對其流場進行三維非定常計算。分析了葉頂間隙及環(huán)量的變化對