葉片水力非對稱性低比速離心泵特性研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、水泵是一種應用廣泛的耗能機械,其中高揚程、小流量的低比轉(zhuǎn)速離心泵被廣泛應用于農(nóng)田生產(chǎn)、城市給水、能源及交通等諸多領域。葉輪作為離心泵的重要工作部件,它的形狀、尺寸、加工工藝等對泵性能有決定性的影響。然而實際生產(chǎn)制造過程中,由于鑄造、加工精度、裝配誤差等方面的缺陷,葉輪不可避免地存在質(zhì)量不平衡,進而在運行過程中造成水力不平衡,引起振動,產(chǎn)生噪音,加速軸承磨損,縮短水泵壽命,嚴重時能造成破壞性事故。
  為充分認識偏心葉輪對離心泵內(nèi)部

2、流場的影響,本文提出一種裝配非對稱葉片的低比轉(zhuǎn)速離心泵。在0.8Q、1.0Q、1.2Q流量工況下對葉輪偏心距為0mm、1mm、3mm、5mm泵的全流場區(qū)域進行定常和非定常數(shù)值模擬,對比分析整泵的能量特性、壓力脈動特性、徑向力特性以及汽蝕特性的變化規(guī)律。選取葉輪偏心距為0mm和3mm的泵進行能量特性、壓力脈動特性以及汽蝕特性試驗,并與數(shù)值模擬對比分析。主要研究內(nèi)容和結(jié)論有:
  1.建立葉片水力非對稱性低比轉(zhuǎn)速離心泵三維數(shù)值計算模型

3、,進行結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分,采用k-ε湍流模型對4種方案模型泵進行三維定常數(shù)值模擬,并與試驗結(jié)果進行對比,結(jié)果表明:偏心之后的泵性能變差,且隨著葉輪偏心距離的增大,揚程和效率逐漸變小,但偏心距離對揚程和效率影響有限。數(shù)值模擬的方法可以較為準確的預測模型泵的水力性能。
  2.在定常模擬結(jié)果的基礎上,采用k-ε湍流模型對4種方案模型泵進行三維非定常數(shù)值模擬,并與試驗結(jié)果進行對比,結(jié)果表明:
 ?。?)4種方案在同一監(jiān)測點處的葉頻及其

4、諧頻的幅值大小基本一致,軸頻及其諧頻(葉頻及其諧頻除外)的幅值依次增大。在0.8Q、1.0Q、1.2Q工況下,4個監(jiān)測點處的壓力脈動特性變化規(guī)律基本相同,同一監(jiān)測點處的壓力脈動幅值隨流量工況的增大而減小。
 ?。?)在額定工況附近,葉輪和蝸殼上徑向力隨流量的增大而減小,且葉輪上徑向力遠小于蝸殼上徑向力。相比偏心0mm,偏心1mm、3mm、5mm方案中葉輪上徑向力波動幅值劇烈且不規(guī)律,蝸殼上徑向力同樣具有明顯的周期性,大小變化不大,

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