單級(jí)離心泵徑向?qū)~水力設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究.pdf

1、作為一種重要的壓水室，徑向?qū)~被越來越多地應(yīng)用在大型單級(jí)離心泵結(jié)構(gòu)中，以提高內(nèi)部流動(dòng)的均勻性，其性能直接關(guān)系著離心泵能否高效平穩(wěn)地運(yùn)行。掌握單級(jí)離心泵徑向?qū)~的水力設(shè)計(jì)方法，對(duì)開發(fā)高效高可靠性大型離心泵水力模型具有重大意義。為此，本文通過理論分析、數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)測(cè)試，研究了徑向?qū)~的水力設(shè)計(jì)方法及最優(yōu)安放位置，主要研究內(nèi)容和成果如下:
　　1.針對(duì)現(xiàn)有徑向?qū)~設(shè)計(jì)方法繁瑣復(fù)雜，經(jīng)驗(yàn)依賴程度高等問題，在推導(dǎo)圓弧半徑計(jì)算公式的基礎(chǔ)上，

2、提出了單級(jí)離心泵徑向?qū)~的圓弧水力設(shè)計(jì)方法，使得導(dǎo)葉葉片形狀簡單易控，設(shè)計(jì)過程方便快捷。在此基礎(chǔ)上，基于VC6.0程序編譯平臺(tái)及Pro/TOOLKIT工具箱，開發(fā)出了徑向?qū)~參數(shù)化自動(dòng)造型軟件，能夠快速準(zhǔn)確地為CFD計(jì)算提供三維模型，大幅提高了工作效率。
　　2.為分析徑向?qū)~減速增壓的能力，定義了徑向?qū)~擴(kuò)壓度的概念，并通過流體機(jī)械一元理論對(duì)其進(jìn)行推導(dǎo)，得到了徑向?qū)~幾何參數(shù)與性能的關(guān)系。分析表明，葉片出口角度與出口厚度既決定圓

3、弧葉片形狀，同時(shí)也是影響導(dǎo)葉擴(kuò)壓性能的重要參數(shù)。
　　3.為進(jìn)一步完善徑向?qū)~圓弧水力設(shè)計(jì)方法，以一臺(tái)中比轉(zhuǎn)速導(dǎo)葉式離心泵為研究模型，采用CFD數(shù)值模擬方法，研究了葉片出口角度與出口厚度的影響，對(duì)比分析了不同徑向?qū)~下離心泵的外特性及各部件的水力性能。研究結(jié)果表明:(1)不同出口角度及出口厚度下，離心泵揚(yáng)程與效率的差別很大。徑向?qū)~葉片出口角度存在一個(gè)最優(yōu)值，出口角度過小，導(dǎo)葉會(huì)失去減速增壓的作用，出口角度過大，則會(huì)增加導(dǎo)葉流道的

4、擴(kuò)散及分離損失。(2)徑向?qū)~葉片出口不宜過厚，否則會(huì)減小過流面積，增加導(dǎo)葉出口流速，增大蝸殼的水力損失，從而降低離心泵效率。
　　4.為進(jìn)一步提高導(dǎo)葉式離心泵的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性，采用所提設(shè)計(jì)方法為研究模型設(shè)計(jì)了新導(dǎo)葉，試驗(yàn)研究了導(dǎo)葉不同安裝位置對(duì)離心泵外特性、壓力脈動(dòng)及振動(dòng)特性的影響。結(jié)果表明:(1)新導(dǎo)葉下離心泵的外特性優(yōu)于原模型，蝸殼隔舌處于導(dǎo)葉出口流道中間位置時(shí)，離心泵水力性能最好，且蝸殼擴(kuò)散段流場(chǎng)比較通順。(2)蝸殼擴(kuò)散