新型深井離心泵水力設(shè)計及優(yōu)化研究.pdf

1、深井離心泵是提取地下水的必備設(shè)備，給我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展起到的重要作用。而我國深井離心泵的現(xiàn)狀的設(shè)計理念以及生產(chǎn)技術(shù)等都不能及時的跟上經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要，隨著國外的先進(jìn)的產(chǎn)品不斷的涌入我國，給國內(nèi)廠家的生存和發(fā)展帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，提高深井泵的性能以及降低生產(chǎn)成本，逐漸成為廣大廠家急迫的期望。
　　本文首先綜合闡述了深井離心泵的發(fā)展歷程，以及國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢并介紹了國內(nèi)深井泵的研究情況。本文以100QJ16型深井離心泵為例，根據(jù)井泵

2、的結(jié)構(gòu)特點，對葉輪和空間導(dǎo)葉的水力設(shè)計。
　　然后運用三維建模軟件和流場分析軟件針對泵水力件實行三維實體的建模以及網(wǎng)格劃分，以及概述了網(wǎng)格生成與數(shù)值模擬計算的理論，包括基本控制方程及方程的離散所使用的方法、湍流模型、經(jīng)常使用的湍流數(shù)值模擬和其應(yīng)用條件等。
　　使用ANSYS對泵各種流量下的整泵流場進(jìn)行了數(shù)值計算，針對計算結(jié)果研究了各工況下葉輪、導(dǎo)葉以及泵腔等流道內(nèi)的靜壓云圖和速度矢量圖的分布規(guī)律以及外特性性能曲線，結(jié)果表明:

3、對于深井離心泵而言，水力損失最大的出現(xiàn)在導(dǎo)葉流道內(nèi)，導(dǎo)葉是決定整泵性能優(yōu)劣的比較關(guān)鍵的水力部件。
　　利用正交試驗，建立起4因素3水平的正交表，通過9種方案的數(shù)值計算，找到了最優(yōu)的空間導(dǎo)葉水力模型。影響導(dǎo)葉性能的最關(guān)鍵的因素是導(dǎo)葉進(jìn)口角，然后依次為葉片的包角、葉片數(shù)以及葉片出口角。
　　在開式試驗臺上測試模型泵的外特性能，試驗表明:在小流量及額定流量工況下數(shù)值模擬結(jié)果和試驗值相比較，得出揚程和效率誤差都不大。隨著流量的增大，

4、揚程和效率的誤差也隨之增大，但試驗曲線和數(shù)值計算曲線的趨勢一致，分析其原因可能與級間泄漏增加以及制造加工、裝配誤差等有關(guān)。在設(shè)計流量下，測試的泵的效率為67％，單級揚程為3.85m，基本與設(shè)計相同。
　　考慮到空間導(dǎo)葉設(shè)計復(fù)雜、制造難度大生產(chǎn)成本高的缺點，我們提出一種全新的導(dǎo)葉取名為軸向?qū)~。此導(dǎo)葉的主要優(yōu)點在于能夠上下拔模便于制造，可以大大的減少制造的成本。通過幾種方案的數(shù)值模擬結(jié)果表明其水力性能優(yōu)越于空間導(dǎo)葉。從數(shù)值結(jié)果來看，

5、高效區(qū)比較廣，最高效率在設(shè)計工況下達(dá)到75％。
　　隨著我國經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展，尤其是廣大農(nóng)村地區(qū)的改革不斷推進(jìn)經(jīng)濟(jì)在近幾年來得到了快速的發(fā)展，深井泵的市場前景廣闊。每年都數(shù)以百萬計的深井泵產(chǎn)品下線，投入工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)?，F(xiàn)階段國內(nèi)許多廠家還能過獲利但相比過去利潤明顯降低，針對這種狀況多數(shù)廠家對是否投入資金對現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)存在著猶豫不決，因此，這個時候則需要在現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備的基礎(chǔ)上不斷的研究改進(jìn)設(shè)計方法提高產(chǎn)品的質(zhì)量，指引廠家逐漸向