大流量射流泵裝置的設計與性能試驗.pdf

1、我國水資源匱乏，河床水位逐年下降，很多地區(qū)水位距地面達8m以上。離心泵作為常用抽水裝置，吸上高度一般只有5m左右。射流泵裝置是一種高吸程抽水裝置，吸程可達8m以上，可解決一般離心泵吸程低的難題。本文開發(fā)的大流量射流泵裝置，可用于高水位地區(qū)的灌排取水。
　　本文采用理論分析、數值模擬和試驗等研究手段，對大流量射流泵裝置進行了設計研究和性能分析。主要工作有:
　　(1)提出了利用射流泵裝置汽蝕沉沒度檢驗裝置汽蝕性能的方法，推導了

2、臨界氣蝕沉沒度的計算公式，并對吸入液體為水時的公式進行了簡化，同時通過射流泵裝置抽吸深度試驗驗證計算結果的準確性。結果表明:試驗泵發(fā)生汽蝕時的沉沒度試驗值與計算值相對誤差在4％以內。
　　(2)選用標準k-ε模型、RNG k-ε模型和Realizable k-ε模型三種不同的湍流模型對原型泵進行數值計算，比較原型泵的性能試驗結果和數值計算結果，得到了使用不同湍流模型時射流泵性能數值模擬的準確性。結果表明:RNG k-ε模型能夠比較

3、準確地模擬射流泵的內部流場。
　　(3)采用數值模擬的方法，對射流泵垂直和水平安裝時的水力性能進行分析。針對射流泵在射流泵裝置中垂直安裝的特殊性，根據數值模擬得到的射流泵效率最高值與喉管長度的關系，推導了垂直安裝時的最佳相對喉管長度公式。結果表明:由于重力場的影響，射流泵垂直安裝時射流核心區(qū)垂直向下移動;與傳統(tǒng)最佳相對喉管長度隨面積比變化曲線相比，斜率相同但截距較小。通過對三種不同吸入口方向的射流泵的性能進行數值模擬分析，比較各流

4、量比下的效率，發(fā)現射流泵吸入口方向與噴嘴方向平行時的效率要優(yōu)于其他吸入口方向時的效率。
　　(4)借鑒射流泵經驗設計方法和相似定理設計方法，分別設計了大流量射流泵裝置中射流泵的水力結構。通過數值模擬預測比較兩種方案所得射流泵的水力性能，發(fā)現采用經驗理論設計得到的射流泵水力性能更優(yōu)。
　　(5)為了得到射流泵樣機性能最佳時的尺寸組合，采用單因素試驗方法，確定9組不同面積比與喉嘴距的組合方案進行射流泵水力性能試驗。試驗結果表明，