微型電泵壓水室型式對性能影響的研究.pdf

1、微型電泵是指配套電機功率≤2.2kW的離心泵,具有結構簡單、通用性強、使用方便等特點,廣泛應用于農業(yè)、石油、化工等領域。微型電泵一般為低比速(或超低比速)離心泵,其螺旋形壓水室斷面面積很小,鑄造相當困難,不易機械加工,流道表面粗糙度較大,水力損失大,效率很低。因此,壓水室對微型電泵的性能有較大的影響。針對上述問題,為了改善壓水室的水力性能,降低損失,提高能源的利用率,本文選取浙江某企業(yè)一款型號為XCM158微型電泵為研究對象,對其螺旋形

2、壓水室進行改型優(yōu)化設計研究。主要的研究工作及成果有:
　　 1、對微型電泵面積比進行了研究,建立了面積比與理論揚程、加大流量法等之間的函數關系。
　　 2、利用CFX軟件對模型泵進行了全流場數值模擬,探討了壓水室流道表面粗糙度對微型電泵性能的影響,提出了壓水室的改型設計方案;對比分析改型前、后泵的外特性及內部流場情況。結果表明:改型后的環(huán)形壓水室離心泵在揚程、效率方面優(yōu)于螺旋形壓水室模型泵,環(huán)形壓水室的損失小于螺旋形壓水

3、室損失;在小流量區(qū)和設計工況點,改型后泵的徑向力遠小于模型泵的徑向力,泵的可靠性提高,這正好符合微型電泵在小流量運行時徑向力小,泄漏少的要求。
　　 3、采用正交試驗設計法,深入研究改型后的環(huán)形壓水室主要幾何參數對微型電泵性能的影響程度,從而優(yōu)化改型后的方案。結果表明:對揚程影響的主次順序為壓水室的進口寬度、斷面高度、基圓直徑;效率依次為基圓直徑、進口寬度、斷面高度。對預測結果進行了綜合平衡分析,得到正交試驗的最優(yōu)方案。

4、　　 4、將優(yōu)化后的微型電泵進行三維非定常數值計算,對監(jiān)測點的壓力進行時域及頻域分析,得到環(huán)形壓水室的壓力脈動規(guī)律;對瞬態(tài)徑向力進行了分析,得到環(huán)形壓水室瞬態(tài)徑向力的分布及脈動情況。
　　 5、對改型優(yōu)化后的微型電泵進行性能試驗。結果表明:改型優(yōu)化后的泵性能優(yōu)于原模型泵:在設計工況點,效率高出1.6%,揚程提高1.2m。
　　 微型電泵壓水室的優(yōu)化改型設計達到了預期效果,已應用到浙江某企業(yè)的XCM系列產品中,具有一定的