水波泵的流體力學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、眾所周知，發(fā)明于18世紀(jì)的水錘泵，功能和作用原理都是完全不同于傳統(tǒng)渦輪泵的一類水泵。因?yàn)閺墓δ苌现v，它無需輸入外功，而是將水(源)流原有的能量進(jìn)行重新分配，獲得高壓水流；從作用原理上講，它是利用非定常水流的水錘現(xiàn)象來達(dá)到增壓與分流的目的。世界上許多國(guó)家(特別是俄、美、英、中等國(guó))在山區(qū)提水，農(nóng)田灌溉等方面已有較廣泛的應(yīng)用。但是，由于它在運(yùn)行中主要依靠?jī)芍婚y門周期地開關(guān)來工作，存在(如間歇性供水、振動(dòng)嚴(yán)重、噪聲大、易損壞、占地面積多和維修

2、頻繁等)重大的缺陷，難以適應(yīng)客觀實(shí)用的要求。 本文巧妙結(jié)合水錘泵和氣波增壓器兩者的工作原理與效能轉(zhuǎn)換方式，成功研究出不間斷地產(chǎn)生水錘效應(yīng)，能夠連續(xù)獲得高壓水流的水波泵，隨后進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究，得到許多有用的數(shù)據(jù)。本文在研究過程中，主要取得了以下成果： 1、首先利用流體的非定?，F(xiàn)象--水擊壓力波動(dòng)原理，創(chuàng)新性地提出了新型水泵--水波泵研制的理論依據(jù)，通過對(duì)水波泵的流體力學(xué)分析計(jì)算，得出了分析計(jì)算方法。并用特征線解法計(jì)算了

3、水波泵平均半徑處一維非定常流動(dòng)問題，對(duì)水波泵出入口的徑向平衡問題也進(jìn)行理論計(jì)算與分析。 2、首次完成了水波泵的結(jié)構(gòu)型式及其機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)，并于2006年9月成功試制出水波泵，通過對(duì)水波泵進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，對(duì)實(shí)驗(yàn)用水波泵存在的問題進(jìn)行了必要的修改，從而完善了水波泵設(shè)計(jì)計(jì)算理論與機(jī)械制造技術(shù)。 3、對(duì)成功試制的水波泵，進(jìn)行為期一年多的實(shí)驗(yàn)與改進(jìn)研究，解決了實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)的一些問題，為優(yōu)化和完善水波泵機(jī)械構(gòu)設(shè)計(jì)，提供了許多有用

4、的數(shù)據(jù)。 4、通過水波泵研制與實(shí)驗(yàn)測(cè)試，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果初步驗(yàn)證了本文研究和采用的一維非定常流動(dòng)的典型算例和水波泵設(shè)計(jì)計(jì)算流體力學(xué)理論與計(jì)算方法的正確性，為今后開展水波泵系列化工業(yè)用途研究，提供了理論基礎(chǔ)與技術(shù)保障，尤其是還可以根據(jù)不同的用途選擇不同的波型，為水波泵的廣泛推廣應(yīng)用創(chuàng)造提供了可靠的條件。 5、研制的水波泵有效地克服了水錘泵與氣波增壓器的缺陷，在國(guó)際上將率先開發(fā)具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型水泵。 此外，水波泵設(shè)計(jì)