立式雙級(jí)自吸泵的水力性能與自吸特性研究.pdf

1、自吸式離心泵因其具有良好的自吸性能而在二次啟動(dòng)時(shí)無(wú)需灌泵，便于自動(dòng)化控制，廣泛適用于重要的工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。隨著各類應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)泵能耗要求的提高，市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用的立式自吸泵的效率、運(yùn)行平穩(wěn)性和自吸性能已越來(lái)越難以滿足應(yīng)用的需求。
　　本文在研究和分析傳統(tǒng)立式單級(jí)自吸泵的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了立式雙級(jí)自吸泵，基于局部歐拉能量分布的調(diào)整，改進(jìn)了葉輪內(nèi)部能量分布，提高自吸泵水力性能，提出了新的蝸殼氣液分離室結(jié)構(gòu)，并改進(jìn)了口環(huán)密封結(jié)構(gòu)及副葉輪結(jié)構(gòu)。借助計(jì)

2、算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）軟件對(duì)雙級(jí)自吸泵的水力模型進(jìn)行了優(yōu)化和性能預(yù)測(cè)，最終開(kāi)發(fā)產(chǎn)品進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。同時(shí)，本文的雙級(jí)自吸泵無(wú)回流孔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，基于兩相流動(dòng)模擬研究了所開(kāi)發(fā)自吸泵的自吸特性。為優(yōu)化立式雙級(jí)自吸泵的性能并研究其自吸特性，本文主要開(kāi)展了以下幾個(gè)方面的工作：
　　（1）總結(jié)概括已有典型自吸泵的研究成果以及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，研究和分析立式單級(jí)自吸泵的主要問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出雙級(jí)立式自吸泵，并對(duì)其水力性能和自吸特性進(jìn)行了研究；

3、r>　　（2）基于CFD分析軟件FLUEN T，采用κ-ε湍流模型對(duì)自吸泵內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行單相定常數(shù)值模擬和性能預(yù)測(cè)；根據(jù)定常數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)自吸泵葉輪蝸殼以及葉輪內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)比與分析不同結(jié)構(gòu)對(duì)自吸泵流場(chǎng)的影響，設(shè)計(jì)得到了高效的立式雙級(jí)自吸泵葉輪、蝸殼及泵內(nèi)部結(jié)構(gòu);
　?。?）對(duì)立式雙級(jí)自吸泵進(jìn)行性能試驗(yàn)，通過(guò)泵性能測(cè)試數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性和計(jì)算方法的可靠性;
　?。?）基于FLUEN T軟件對(duì)立式雙級(jí)

4、自吸泵自吸過(guò)程的氣液兩相流進(jìn)行非定常數(shù)值模擬。給出了自吸過(guò)程泵內(nèi)含氣率、速度和壓力的分布規(guī)律及流動(dòng)特征，分析了葉輪進(jìn)出口、蝸殼進(jìn)出口和氣液分離室壓力與含氣率，并結(jié)合理論分析研究其自吸過(guò)程。
　　本文提出了新型立式雙級(jí)自吸泵結(jié)構(gòu)，基于CFD數(shù)值模擬改進(jìn)設(shè)計(jì)了自吸泵的過(guò)流部件，分析了自吸過(guò)程的泵內(nèi)氣液兩相流結(jié)構(gòu)流場(chǎng)，完成了產(chǎn)品樣機(jī)的制造、試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，測(cè)試和應(yīng)用結(jié)果顯示，所開(kāi)發(fā)的雙級(jí)立式自吸泵效率相比傳統(tǒng)立式自吸泵得到大幅度提升，且