高比轉速自吸離心泵數值模擬與優(yōu)化設計.pdf

1、本課題屬于國家高技術研究發(fā)展計劃（863計劃）“精確噴灌技術與產品”，所屬項目為農業(yè)高效用水精量控制技術與產品（課題編號：2011AA100506）的研究內容之一。
　　高比轉速自吸離心泵采用柴油機驅動，空氣壓縮機與泵軸聯動的工作方式，泵機組啟動前不需向泵體內灌水，泵可快速正常運轉的結構形式，保證了高比轉速自吸離心泵高效、快速的自吸性能。泵機組用于干旱輸水、河流排污、山洪排澇和市政建設等場所。本課題主要的研究工作和創(chuàng)新點如下：

2、r>　?。?）泵的水力設計。對該高比轉速自吸離心泵的葉輪和壓水室進行水力設計，詳細闡述各個過流部件的設計過程和設計結果，并繪制水力圖。
　?。?）泵機組的自吸結構設計。設計一種自吸排氣結構，以保證泵能夠高效地完成自吸。該結構主要的機理是通過壓縮機壓縮空氣使得泵腔內形成負壓，氣液分離室止回閥開啟，壓縮空氣與泵腔內氣體不斷混合，并由噴嘴排出，直至進口管路氣體被抽干，泵開始正常工作。
　　（3）泵內部流場的數值模擬。運用 CFD軟

3、件對泵進行全流場的數值模擬，分析高比轉速自吸離心泵在0.4Q、0.6Q、0.8Q、1.0Q、1.2Q工況點下運行時內部流態(tài)分布。計算各個工況點的揚程、效率及軸功率，預測高比轉速自吸離心泵水力性能，在額定設計工況點揚程的模擬計算值為H=45.98m，效率的模擬值為η=73.15％,滿足設計要求；模擬研究葉片厚度對泵性能的影響，葉片厚度最厚處置于葉片出口2/3處時，泵的性能最優(yōu)。
　　（4）泵空化現象的研究與性能預測。以高比轉速自吸離

4、心泵液相數值計算結果為初值，載入空化模型，模擬該泵的空化現象，分析高比轉速自吸離心泵在不同工況下出現空化現象時的內部流態(tài)，預測其空化性能。泵的裝置空化余量NPSHa越低，泵腔內空泡生成率越高，空泡在葉片背面進口邊開始生成，并且不斷向泵的出口邊延伸，泵的空化性能隨流量的增大而變差，泵在設計工況下預測得到的必需空化余量NPSHr=5.08m。
　?。?）泵的試驗研究。對高比轉速自吸離心泵進行外特性試驗研究，在設計工況點，流量Q=502