新型高速深井離心泵內部流動分析及可靠性研究.pdf

1、深井離心泵廣泛應用于地下水抽取、高層建筑給水、農田灌溉等領域。隨著全球水資源的日益耗竭，地下水位逐年下降，使用者對深井離心泵的需求量越來越大，對深井離心泵性能也提出了越來越高的要求，但是如何在有限井徑下盡可能提高深井離心泵的單級揚程，縮短軸向長度，已成為相關學者的研究重點。
　　高速深井離心泵是近年來開發(fā)出的一種新型多級深井離心泵，它和常規(guī)深井泵相比具有較高的轉速，主要優(yōu)點是結構緊湊，體積小，重量輕，性能好，節(jié)能節(jié)材，是未來深井離

2、心泵發(fā)展的新方向。而目前國內針對高速深井離心泵的研究幾乎空白，因此對高速深井離心泵進行內部流動分析及可靠性研究具有重要的理論意義和工程實際意義。本文結合國家自然科學基金項目“新型多級泵葉輪-導葉耦合流場結構與能量轉換機理研究(51279069)”以及與臺州市百施度工貿有限公司、浙江省機電設計研究院合作項目“100QJ3.2高可靠節(jié)能節(jié)材變頻高速井泵”，對項目設計研發(fā)的一臺高速深井離心泵進行研究，主要研究內容及取得的成果如下:
　　

3、1.針對項目設計的高速深井離心泵，對其主要的數(shù)值模擬方法進行了初步探討，采用不同網格數(shù)、不同湍流模型、不同級數(shù)對高速深井離心泵進行了全流場三維定常數(shù)值模擬，從而選擇出了適合該高速深井離心泵的網格數(shù)、湍流模型及級數(shù)，并將數(shù)值模擬結果與試驗結果進行了對比，以保證后續(xù)研究的可行性及準確性。
　　2.在定常數(shù)值模擬的基礎上，對高速深井離心泵進行了三維非定常數(shù)值計算，基于渦動力學，利用正則化螺旋度法從渦運動結構對高速深井離心泵內部流動進行了

4、診斷，主要對首級葉輪、導葉以及次級葉輪、導葉內渦結構進行辨識，初步探討了高速深井離心泵內部流動機理。
　　3.在葉輪、導葉水體不同位置作截面流線圖，分析了首級和次級葉輪以及導葉的內部流動情況。結果發(fā)現(xiàn):次級葉輪流道整體流動情況比首級葉輪好，并且由于首級葉輪為無旋入流，液流角小而葉片的進口安放角大，在葉片進口處的流動相比次級葉輪進口處的流動要差;兩級導葉內整體流動比較順暢。根據流線分析結果可以進一步指導優(yōu)化設計，提高泵性能。