聚丙烯環(huán)管軸流泵水力性能優(yōu)化及壓力脈動研究.pdf

1、聚丙烯環(huán)管軸流泵是一種特殊軸流泵，應用于環(huán)管反應器中，為其提供動力，其具有流量大、且能夠獲得均布的物料和溫度、避免生成的聚合物發(fā)生沉淀等優(yōu)點，在聚丙烯生產(chǎn)中占據(jù)重要地位。其與傳統(tǒng)軸流泵有所區(qū)別，其導葉加工全部為鍛件焊接，無法按照普通軸流泵方式安裝扭曲導葉，由于其結構的特殊性及其內部流動的復雜性，造成其運行過程出現(xiàn)功率波動、噪聲大及運行不穩(wěn)定等問題，深入研究發(fā)現(xiàn)環(huán)管軸流泵水力性能及壓力脈動特性是影響其運行穩(wěn)定的主要因素，因此本文采用數(shù)值模

2、擬和實驗相結合的方法，以優(yōu)化環(huán)管軸流泵內部結構和提高穩(wěn)定性為目標，開展環(huán)管軸流泵水力性能優(yōu)化和壓力脈動研究，對提升環(huán)管軸流泵設計水平具有重要作用。
　　本文由此設計不同直導葉的環(huán)管軸流泵，并建立仿真模型，采用CFD方法對泵進行數(shù)值計算，并將模擬結果與試驗數(shù)據(jù)進行對比;本文對環(huán)管軸流泵內部不同部件處的內流場特性進行分析，并針對直導葉葉片長度、厚度及其到葉輪的距離三種因素，以揚程和效率作為評價指標，采用正交實驗研究直導葉結構對環(huán)管軸流

3、泵水力性能的影響，得出最優(yōu)的直導葉結構，為直導葉結構設計提供參考，并分析優(yōu)化模型與原始模型的差異;對環(huán)管軸流泵的壓力脈動進行分析，針對直導葉位置分析比較優(yōu)化模型與原始模型的區(qū)別，并通過監(jiān)測環(huán)管軸流泵非定常揚程特性，對環(huán)管軸流泵功率波動現(xiàn)象進行分析。
　　基于以上研究，本文得出以下結論:(1)本文數(shù)值計算與試驗結果吻合性較好，其中在設計工況下的誤差為0.28％，在工程誤差允許范圍內，本文的數(shù)值模擬具有可靠性;(2)直導葉結構最優(yōu)尺寸

4、為其葉片長度取149mm，葉片厚度取38mm，葉片到葉輪距離取56mm;(3)優(yōu)化模型相比原始模型揚程和效率有所上升，額定工況下分別提高了1.50％及1.51％，其直導葉處速度、壓力、湍動能分布更合理，優(yōu)化方案的直導葉結構更適應直導葉處流動;(4)葉輪出口及直導葉處壓力脈動呈現(xiàn)四周期正弦特性變化，壓力脈動幅值在直導葉進口處達到最大;優(yōu)化模型相比原始模型在靠近直導葉中截面及出口輪轂處，其主頻處壓力脈動幅值均較低;優(yōu)化模型壓力脈動變化更具正