高比轉速自吸離心泵數值模擬與優(yōu)化設計.pdf_第1頁
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文檔簡介

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

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