大流量自吸離心泵優(yōu)化設(shè)計與試驗研究.pdf

1、本課題屬于國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）“精確噴灌技術(shù)與產(chǎn)品”，所屬項目為農(nóng)業(yè)高效用水精量控制技術(shù)與產(chǎn)品（課題編號:2011AA100506）的研究內(nèi)容之一。
　　大流量自吸離心泵采用創(chuàng)新的自吸結(jié)構(gòu)和自吸原理，使大流量自吸離心泵實現(xiàn)自吸性能，并解決了目前大流量自吸離心泵自吸時間長、效率較低的問題。該泵機組主要用于偏遠地區(qū)的大面積灌溉，同時也可以用于礦山排水以及城市排澇等，由此可見，大流量自吸離心泵機組的應(yīng)用前景廣泛，具有一定

2、的經(jīng)濟效益和社會效益。主要研究內(nèi)容及成果如下:
　　1、泵機組的結(jié)構(gòu)及水力設(shè)計。創(chuàng)新的設(shè)計了大流量自吸離心泵機組的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了泵的自吸性能。葉輪的設(shè)計采用閉式葉輪，壓水室設(shè)計成螺旋形結(jié)構(gòu)，葉片進口段設(shè)計為扭曲形、出口段則趨于圓柱形，有利于提高泵的效率;機械密封采用集裝式及雙密封結(jié)構(gòu)提高了使用壽命。
　　2、射流自吸系統(tǒng)。設(shè)計了一種新型射流自吸系統(tǒng)，使離心泵可實現(xiàn)快速自吸且自吸時間短，效率高。創(chuàng)新的提出了自吸原理，空壓機產(chǎn)生的

3、壓縮空氣流入射流噴嘴，經(jīng)過射流噴嘴的兩次連續(xù)降壓后排出，同時產(chǎn)生的壓力差作用將止回閥打開，泵進口管內(nèi)空氣被吸入射流噴嘴后排出，經(jīng)過射流噴嘴不斷地卷吸作用最終將泵進口管內(nèi)氣體排凈，水充滿泵進口管后止回閥關(guān)閉，離心泵正常工作，實現(xiàn)自吸性能。
　　3、大流量自吸離心泵數(shù)值模擬。應(yīng)用計算流體力學(xué)(CFD)技術(shù)分析了泵的內(nèi)部流場，預(yù)測泵的性能為:額定工況下?lián)P程43m，水力效率84％，滿足設(shè)計要求;對泵軸和空氣壓縮機的曲軸進行模態(tài)分析，得出兩

4、者固有振動頻率之間的關(guān)系，泵軸與曲軸的固有振動頻率不交叉重合，兩軸之間不存在共振的可能，因此選用傳動比為1∶2較合理安全。
　　4、大流量自吸離心泵試驗研究。噴嘴A:內(nèi)徑D1、擴散段內(nèi)徑D2和吸入口圓螺套零件C的長度L。噴嘴B:內(nèi)徑D為變化因素，做了27種不同組合的試驗研究，其中A2B3C3組合射流噴嘴試驗結(jié)果最優(yōu)，其自吸高度為5.3m時，自吸時間為62s;自吸高度為8.1m，自吸時間為173s，自吸時間均小于國家標準規(guī)定值。泵機