單葉片螺旋離心式潛水排污泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著城市污水處理和節(jié)能減排要求的不斷提高，開發(fā)無(wú)堵塞高效排污設(shè)備顯得迫在眉睫。因此，本文在國(guó)家十二五科技支撐計(jì)劃“高效環(huán)保用泵關(guān)鍵技術(shù)研究及工程應(yīng)用”(項(xiàng)目編號(hào):2011BAF14B01)的資助下，對(duì)單葉片螺旋離心泵進(jìn)行了相關(guān)研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容和取得的主要?jiǎng)?chuàng)造性成果有:
　　1、簡(jiǎn)述了單葉片螺旋離心泵的兩種設(shè)計(jì)方法，結(jié)合具體設(shè)計(jì)參數(shù)，采用保角變化法設(shè)計(jì)了單葉片螺旋離心葉輪水力圖，并對(duì)其進(jìn)行了預(yù)配重。
　　2、成功將多面

2、體網(wǎng)格應(yīng)用于單葉片螺旋離心泵的數(shù)值計(jì)算中，并與外特性試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，驗(yàn)證了該數(shù)值計(jì)算方法的精度。
　　3、對(duì)比了不同進(jìn)出口邊形狀、不同葉片高度和不同蝸殼隔舌半徑時(shí)候，單葉片螺旋離心泵性能的變化，通過(guò)對(duì)內(nèi)部流場(chǎng)的剖析，揭示了各個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)的作用機(jī)理;同時(shí)，研究了不同葉頂間隙大小情況下，單葉片螺旋離心泵性能的變化，并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，認(rèn)為實(shí)際安裝中應(yīng)保證最小間隙處不大于0.5mm。
　　4、結(jié)合具體工程改造項(xiàng)目，設(shè)計(jì)了比轉(zhuǎn)

3、速相近的傳統(tǒng)多葉片式、單葉片式、雙流道式離心排污泵，并加工樣機(jī)和進(jìn)行試驗(yàn)。根據(jù)相似定律，將各類型葉輪換算至與單葉片螺旋離心葉輪同一功率下。對(duì)比四者的最大通過(guò)顆粒直徑、葉片進(jìn)出口過(guò)流面積、高效區(qū)寬度及揚(yáng)程、功率曲線的走勢(shì)，結(jié)果表明，單葉片螺旋離心泵具有最大的通過(guò)顆粒直徑和進(jìn)出口面積，并具有平緩的功率曲線和陡降的揚(yáng)程曲線，效率略次于傳統(tǒng)多葉片式排污泵。
　　5、通過(guò)透明水箱及葉輪底蓋的加工，采用變頻啟動(dòng)，利用高速攝影相機(jī)，研究不同直徑

4、顆粒及長(zhǎng)纖維通過(guò)單葉片螺旋離心葉輪進(jìn)口時(shí)的過(guò)程，發(fā)現(xiàn)了顆粒通過(guò)葉片進(jìn)口邊并通過(guò)葉輪的兩種方式，揭示了單葉片螺旋離心葉輪抗堵塞和對(duì)輸送介質(zhì)無(wú)損性的原因。
　　6、針對(duì)單葉片螺旋離心葉輪的配重問(wèn)題，提出采用參數(shù)化建模技術(shù)及虛擬樣機(jī)仿真技術(shù)相結(jié)合的解決方式，結(jié)果表明，通過(guò)該方法配重后的雙面不平衡質(zhì)量均在20g以內(nèi)，精度較高，且節(jié)約了大量的時(shí)間和成本。
　　7、通過(guò)樣機(jī)改造，實(shí)現(xiàn)了潛水狀態(tài)下，機(jī)組不同位置處的壓力脈動(dòng)、振動(dòng)測(cè)量及軸心

5、軌跡測(cè)量。通過(guò)對(duì)振動(dòng)的測(cè)量可知，設(shè)計(jì)工況下的振動(dòng)最小，隨著流量的增加或減小，振動(dòng)逐漸增加;隨著葉頂間隙的增加，底蓋襯套和電機(jī)上測(cè)點(diǎn)處的振動(dòng)明顯加強(qiáng)，而蝸殼隔舌及基礎(chǔ)上的變化規(guī)律則不明顯。通過(guò)對(duì)軸心軌跡和壓力脈動(dòng)的分析，給出了二者的分布規(guī)律及隨著葉頂間隙、不同偏重等因素的變化趨勢(shì)。
　　8、對(duì)比了數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)的壓力脈動(dòng)結(jié)果，二者具有較好的吻合度，并通過(guò)對(duì)數(shù)值計(jì)算內(nèi)部流場(chǎng)的剖析，揭示了壓力脈動(dòng)曲線變化的原因。其次，研究了數(shù)值計(jì)算預(yù)測(cè)