電站自吸泵氣液混合與分離及性能優(yōu)化研究.pdf

1、近幾年來，由于自吸泵優(yōu)越的水利性能和使用的方便性，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，相比液下泵抽水易出故障，檢修不便，自吸泵在這方面有足夠的保障，部分水電站逐漸采用自吸泵代替原先的液下泵。自吸泵的安全性和穩(wěn)定性是近幾年來水泵領(lǐng)域研究的熱門話題和科研的重要方向，而水力性能是否優(yōu)越和自吸時(shí)間和自吸高度是否達(dá)標(biāo)都成為關(guān)鍵的衡量指標(biāo)。自吸泵的啟動(dòng)過程是一個(gè)復(fù)雜的非定常氣液兩相流動(dòng)問題，其氣液混合和分離的好壞，直接影響自吸時(shí)間和自吸高度，而自吸時(shí)間和

2、自吸高度是衡量自吸泵自吸性能的關(guān)鍵指標(biāo)?？梢娧芯坎⒄业阶晕脝?dòng)過程的氣液兩相流動(dòng)規(guī)律是改善自吸泵自吸性能的關(guān)鍵。
　　本文主要從自吸泵現(xiàn)有的設(shè)計(jì)理論出發(fā)，對(duì) ZX80外混式自吸泵進(jìn)行改型設(shè)計(jì)；結(jié)合應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)CFD模擬技術(shù)，對(duì)比改型前后的水力性能及內(nèi)部流動(dòng)情況進(jìn)行對(duì)比分析，說明改型的合理性和可行性。在改型的基礎(chǔ)上研究外混式自吸泵自吸過程的非定常氣液兩相流動(dòng)規(guī)律。主要工作和研究成果如下：
　　(1)選用ZX80外混式自吸

3、泵作為本文的研究對(duì)象。在原先圖紙的基礎(chǔ)上，結(jié)合近幾年自吸泵的設(shè)計(jì)理論的研究，對(duì)ZX80自吸泵進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　　(2)建立改型前后的ZX80外混式自吸泵的物理模型，分別進(jìn)行網(wǎng)格的劃分，利用雷諾平均法和標(biāo)準(zhǔn)k??雙方程湍流模型，取5個(gè)流量工況點(diǎn)對(duì)改型前后的ZX80外混式自吸泵進(jìn)行定常數(shù)值模擬計(jì)算。
　　(3)在改型前后ZX80外混式自吸泵定常數(shù)值模擬結(jié)果的基礎(chǔ)上，分別對(duì)外特性和內(nèi)部流場進(jìn)行對(duì)比分析。一方面將改型前后ZX80泵的流量

4、-揚(yáng)程曲線、流量-軸功率曲線、流量-效率曲線進(jìn)行了對(duì)比，研究發(fā)現(xiàn)：對(duì)氣液分離室進(jìn)行改型后，其揚(yáng)程、效率有所提高，軸功率減??；另一方面通過對(duì)改型前后的氣液分離室的流線和湍動(dòng)能耗散率進(jìn)行分析，改型后的流線更為順暢，氣液分離室的流動(dòng)紊亂程度降低、效率提高?？梢姡疚膶?duì)于對(duì)于分離室的改型是成功的，不僅提高了ZX80泵的水利性能，同時(shí)也改善了氣液分離室的紊亂渦態(tài)的分布。
　　(4)基于多相流理論基礎(chǔ)，對(duì)改型后的ZX80外混式自吸泵啟動(dòng)過程進(jìn)