大流量混流式消防泵設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究.pdf

1、在參照國(guó)內(nèi)外低水位取水裝置研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)一種大流量混流式消防泵。主要研究工作和成果如下:
　　1、簡(jiǎn)要地介紹低水位消防供水技術(shù)的現(xiàn)狀，大流量混流式消防泵的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)需求設(shè)計(jì)一種大流量混流式消防泵，并對(duì)其主要過(guò)流部件進(jìn)行水力和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。闡述大流量混流式消防泵性能的數(shù)值預(yù)測(cè)原理;用Pro/E軟件對(duì)大流量混流式消防泵水體進(jìn)行全流場(chǎng)的三維造型，利用ICEM對(duì)水體進(jìn)行非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分并用ANSYS CFD軟件進(jìn)

2、行全流場(chǎng)數(shù)值模擬。
　　2、通過(guò)改變壓水室基圓直徑，基圓直徑分別設(shè)計(jì)為D3=280mm、D3=290mm、D3=300mm的三種計(jì)算模型，進(jìn)行全流場(chǎng)的定常和非定常數(shù)值模擬，分析不同基圓直徑對(duì)大流量混流式消防泵外特性和內(nèi)部壓力變化的影響規(guī)律，合理增大基圓直徑能改善壓力脈動(dòng)、提高泵效率。不同基圓直徑的壓水室與葉輪動(dòng)靜干涉所引起的靜壓變化規(guī)律相似，其中D3=280mm的計(jì)算模型的靜壓變化較明顯。
　　3、分別選取葉片出口邊與軸線夾

3、角為10°、11°、12°、13°四種不同傾斜角的葉輪進(jìn)行定常數(shù)值計(jì)算，分析其傾斜角的變化對(duì)大流量混流式消防泵外特性的影響規(guī)律。發(fā)現(xiàn)隨著葉片出口邊與軸線傾斜角的增大，泵的揚(yáng)程和效率都相應(yīng)減小，適當(dāng)減小葉片出口邊與軸線傾斜角可以提高泵揚(yáng)程和效率。
　　4、應(yīng)用ANSYS Workbench軟件對(duì)大流量混流式消防泵轉(zhuǎn)子進(jìn)行基于單向流固耦合的結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析并對(duì)壓水室結(jié)構(gòu)場(chǎng)進(jìn)行靜力分析。發(fā)現(xiàn)葉輪轉(zhuǎn)速對(duì)頻率的影響小。隨著流量的增大，葉輪轉(zhuǎn)子的

4、應(yīng)力和變形均增加。壓水室的最大變形出現(xiàn)在隔板處，壓水室其它部分未發(fā)生大的變形，整體結(jié)構(gòu)是可行的。
　　5、對(duì)大流量混流式消防泵樣機(jī)進(jìn)行性能試驗(yàn)，將數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析:模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本吻合;在設(shè)計(jì)工況下，揚(yáng)程模擬值為21.24m，揚(yáng)程試驗(yàn)值為20m，揚(yáng)程模擬值比揚(yáng)程試驗(yàn)值高6.2％，效率模擬值為0.8236，效率試驗(yàn)值為0.8，效率模擬值比效率試驗(yàn)值高2.95％，可見(jiàn)該模型能較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)該泵的性能，所以數(shù)值預(yù)測(cè)