大流量射流泵裝置的設(shè)計(jì)與性能試驗(yàn).pdf

1、我國(guó)水資源匱乏，河床水位逐年下降，很多地區(qū)水位距地面達(dá)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(dá)8m以上，可解決一般離心泵吸程低的難題。本文開(kāi)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(shù)值模擬和試驗(yàn)等研究手段，對(duì)大流量射流泵裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)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(méi)度檢驗(yàn)裝置汽蝕性能的方法，推導(dǎo)了

2、臨界氣蝕沉沒(méi)度的計(jì)算公式，并對(duì)吸入液體為水時(shí)的公式進(jìn)行了簡(jiǎn)化，同時(shí)通過(guò)射流泵裝置抽吸深度試驗(yàn)驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。結(jié)果表明:試驗(yàn)泵發(fā)生汽蝕時(shí)的沉沒(méi)度試驗(yàn)值與計(jì)算值相對(duì)誤差在4％以內(nèi)。
　　(2)選用標(biāo)準(zhǔn)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(duì)原型泵進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，比較原型泵的性能試驗(yàn)結(jié)果和數(shù)值計(jì)算結(jié)果，得到了使用不同湍流模型時(shí)射流泵性能數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性。結(jié)果表明:RNG k-ε模型能夠比較

3、準(zhǔn)確地模擬射流泵的內(nèi)部流場(chǎng)。
　　(3)采用數(shù)值模擬的方法，對(duì)射流泵垂直和水平安裝時(shí)的水力性能進(jìn)行分析。針對(duì)射流泵在射流泵裝置中垂直安裝的特殊性，根據(jù)數(shù)值模擬得到的射流泵效率最高值與喉管長(zhǎng)度的關(guān)系，推導(dǎo)了垂直安裝時(shí)的最佳相對(duì)喉管長(zhǎng)度公式。結(jié)果表明:由于重力場(chǎng)的影響，射流泵垂直安裝時(shí)射流核心區(qū)垂直向下移動(dòng);與傳統(tǒng)最佳相對(duì)喉管長(zhǎng)度隨面積比變化曲線相比，斜率相同但截距較小。通過(guò)對(duì)三種不同吸入口方向的射流泵的性能進(jìn)行數(shù)值模擬分析，比較各流

4、量比下的效率，發(fā)現(xiàn)射流泵吸入口方向與噴嘴方向平行時(shí)的效率要優(yōu)于其他吸入口方向時(shí)的效率。
　　(4)借鑒射流泵經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和相似定理設(shè)計(jì)方法，分別設(shè)計(jì)了大流量射流泵裝置中射流泵的水力結(jié)構(gòu)。通過(guò)數(shù)值模擬預(yù)測(cè)比較兩種方案所得射流泵的水力性能，發(fā)現(xiàn)采用經(jīng)驗(yàn)理論設(shè)計(jì)得到的射流泵水力性能更優(yōu)。
　　(5)為了得到射流泵樣機(jī)性能最佳時(shí)的尺寸組合，采用單因素試驗(yàn)方法，確定9組不同面積比與喉嘴距的組合方案進(jìn)行射流泵水力性能試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，