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文檔簡介
1、S形軸伸泵系統(tǒng)是一種流道呈S形的軸伸泵系統(tǒng)。S形軸伸泵系統(tǒng)在我國的建設(shè)應(yīng)用較早,但由于性能欠佳、效率不高,難以滿足節(jié)能等實(shí)際工程技術(shù)需要,所以應(yīng)用發(fā)展緩慢。但該泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,維修方便,不受泵大小制約,可用于各種尺寸的軸流泵系統(tǒng),如果能保證節(jié)能高效,應(yīng)用前景十分廣闊。
近年來,一些學(xué)者研發(fā)了新型S形軸伸泵系統(tǒng),使得這種泵系統(tǒng)突破了效率不高的瓶頸,并將其應(yīng)用于工程領(lǐng)域。目前國內(nèi)外學(xué)者對(duì)S形軸伸泵系統(tǒng)的水力特性已經(jīng)有了一些研究,但
2、還停留在對(duì)前置式或后置式單個(gè)形式的泵裝置研究上,并沒有文獻(xiàn)對(duì)前置式和后置式這兩種不同形式的泵裝置的水力特性進(jìn)行綜合比較分析。
副導(dǎo)葉是一種位于導(dǎo)葉后側(cè)、處于出水流道內(nèi)部的整流裝置,它可以將出水流道中水流剩余環(huán)量進(jìn)一步回收,從而改善出水流道的內(nèi)部流態(tài),減小水力損失。但在流道中加入副導(dǎo)葉勢(shì)必會(huì)增大摩擦損失。目前,對(duì)于在裝置內(nèi)部加入副導(dǎo)葉能否提高裝置性能還缺乏深入研究。
本文采用CFX軟件,分別對(duì)平面S形前置與后置軸伸泵裝
3、置進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算。根據(jù)模擬結(jié)果分析兩種泵形式的內(nèi)外特性,并進(jìn)行對(duì)比分析。在兩種泵形式的出水流道不同位置加入不同形狀的副導(dǎo)葉,觀察各個(gè)方案能否通過減小水流剩余環(huán)量來最終提高裝置性能,并通過對(duì)比各個(gè)方案的裝置性能,探索副導(dǎo)葉合適的安裝位置與形狀。
數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明:前置軸伸泵裝置在Q=300l/s時(shí)效率最高,為76.67%,對(duì)應(yīng)的揚(yáng)程為3.088m,后置軸伸泵裝置在Q=280l/s時(shí)效率最高,為76.85%,對(duì)應(yīng)的揚(yáng)程為3.44
4、8m。后置式在小流量工況時(shí)效率高于前置式,適用于偏小流量工況運(yùn)行,前置式則是在大流量工況時(shí)效率更高,適用于偏大流量工況運(yùn)行。小流量工況時(shí)后置式揚(yáng)程高于前置式,功率則略低于前置式,大流量工況時(shí)前置式揚(yáng)程較高,功率明顯高于后置式。
從兩種泵形式進(jìn)出水流道水力特性的對(duì)比中可以發(fā)現(xiàn),后置式進(jìn)水流道出口的流速均勻度在全工況下高于前置式,而進(jìn)水流道水力損失則在全工況下小于前置式,進(jìn)水流道水力特性更佳。兩種泵形式出水流道水力損失在小流量工況
5、時(shí)相近,設(shè)計(jì)及大流量工況時(shí)前置式更小。前置式導(dǎo)葉出口外周的環(huán)量在小流量工況時(shí)大于后置式,在Q達(dá)到300L/s后,兩個(gè)泵裝置的環(huán)量均趨近于0,截面上的正負(fù)環(huán)量相互抵消。從前置式出水流道中截取與后置式彎管相同長度的出水等效管,彎管與出水等效管水力損失皆在設(shè)計(jì)工況時(shí)取得最小值,彎管水力損失占出水流道水力損失的比重更大,彎管出口的環(huán)量在小流量工況時(shí)更小,大流量工況時(shí)更大。
在平面S形前置軸伸泵裝置出水流道不同位置處加入矩形以及流線形副
6、導(dǎo)葉,比較流道的水力特性及裝置的能量性能。結(jié)果表明:各方案中的副導(dǎo)葉均能有效地回收水流的剩余環(huán)量。相同位置的流線形副導(dǎo)葉方案的裝置性能優(yōu)于矩形副導(dǎo)葉方案。兩種形狀的副導(dǎo)葉方案總的趨勢(shì)是離流道進(jìn)口越遠(yuǎn),裝置性能越好。離流道進(jìn)口一定距離處加入副導(dǎo)葉可以提高裝置的性能。
在平面S形后置軸伸泵裝置的彎管出口以及出水流道出口加入流線形副導(dǎo)葉后,均能有效地回收水流的剩余環(huán)量,但裝置效率均略微下降,同時(shí),副導(dǎo)葉置于彎管出口的方案效率略低于副
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