基于正交試驗切線泵的優(yōu)化設計.pdf

1、切線泵具有流量～揚程曲線比較平坦、工作可靠等性能優(yōu)勢被廣泛應用于石油化工、航空航天、消防等領域，國內許多學者對切線泵的研究也從常規(guī)轉速向高轉速轉移，使得切線泵具有更加廣闊的應用范圍和領域。本文以切線泵WG211-10為研究對象，首先在泵試驗臺上對模型泵進行外特性試驗，記錄試驗數據并繪制外特性曲線圖，觀察曲線的變化情況，然后運用CFD技術對模型進行數值模擬，將模擬所得的結果和試驗數據進行對比分析，以驗證數值模擬策略的正確性。以此為基礎研究

2、切線泵內流場的變化情況和關鍵幾何部件參數的變化對切線泵性能的影響；由于國內目前所生產的切線泵與國外先進水平在效率上有一定的差距，利用數值模擬和正交試驗的方法，對切線泵WG211-10進行優(yōu)化，以提高其效率。
　　本研究主要內容包括：⑴對模型泵WG211-10進行數值模擬，研究其內流場發(fā)現：觀察速度場可以看出在葉輪葉片流道內存在大量的漩渦，這是導致切線泵效率低的主要原因之一。⑵通過改變不同喉部直徑研究喉部面積對切線泵性能的影響發(fā)現：

3、喉部面積對切線泵的最大流量Qmax起決定性作用；喉部面積對切線泵的效率也有一定的影響，該泵型在喉部直徑取10mm時有較高的效率。⑶流量系數是設計切線泵的主要參數之一，為了保證泵在運行時既要有較高的效率，又不超過截止流量，流量系數的取值應在0.75～0.8之間取值。⑷葉輪葉片和蝸殼之間的間隙對切線泵的性能有一定的影響，分別選取1.2mm、1.8mm、3mm的間隙，研究發(fā)現間隙對切線泵的效率影響比較大，間隙越小，效率越高，考慮到軸在運轉過程

4、中可能發(fā)生彎曲，間隙太小會使葉輪葉片和蝸殼相接觸，影響泵的正常運行，綜合考慮各方面因素間隙取2mm比較合適。⑸綜合分析切線泵葉輪結構和蝸殼的主要幾何參數，選取葉輪外徑D2、葉片出口寬度b2、葉片傾角、蝸殼喉部直徑Dd為試驗因素進行正交試驗，得到的最優(yōu)方案為：b2=9mm、Dd=9.6mm、D2=126mm；將最終方案進行樣機制作，在泵試驗臺對樣機進行試驗，與原泵型的內流場和外特性曲線對比：在原泵型葉輪葉片之間的流道內存在著大量的漩渦，對