基于數(shù)值模擬的矩形葉輪旋噴泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究.pdf

1、旋噴泵是極低比轉(zhuǎn)速離心泵，主要利用皮托管原理研制，在食品沖洗系統(tǒng)、造紙工業(yè)、石油化工與煉制以及電站等領(lǐng)域都有應(yīng)用。目前對(duì)旋噴泵雖然已有一定的實(shí)驗(yàn)研究，但是仍然存在兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題:一是對(duì)旋噴泵矩形葉片葉輪的研究較少，二是絕大多數(shù)旋噴泵效率相對(duì)比較低，特性曲線容易有駝峰，研制出的產(chǎn)品性能一般無(wú)法達(dá)到使用者的要求。為此，本文在江東泵業(yè)有限公司SHⅠ系列旋噴泵產(chǎn)品研發(fā)項(xiàng)目的支持下，提出了一種新型8葉片葉輪結(jié)構(gòu)，對(duì)旋噴泵的水力設(shè)計(jì)尤其是矩形葉片葉輪

2、的水力設(shè)計(jì)進(jìn)行了創(chuàng)新性設(shè)計(jì)。通過(guò)改變?nèi)~輪設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)出型式不同的旋噴泵葉輪模型，再采用Pro/E對(duì)旋噴泵各過(guò)流件進(jìn)行三維空間造型，并利用ANSYS軟件對(duì)旋噴泵內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算以及對(duì)比分析，由此得出的流場(chǎng)模擬結(jié)果表明，該模型泵在揚(yáng)程、效率上較之傳統(tǒng)的旋噴泵有顯著提高，能滿足江東泵業(yè)有限公司對(duì)新型旋噴泵的設(shè)計(jì)要求。
　　本文主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)有:
　　1、針對(duì)現(xiàn)有旋噴泵工作效率較低，特性曲線易出現(xiàn)駝峰等問(wèn)題，運(yùn)用CFX對(duì)

3、旋噴泵內(nèi)部三維非定常流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，對(duì)不同葉輪出口角、葉片數(shù)和葉片出口寬度的葉輪分別進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)模擬，根據(jù)模擬結(jié)果，創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了一種新型8葉片葉輪。
　　2、針對(duì)8葉片葉輪模型進(jìn)行整體大渦模擬，分析了葉輪、轉(zhuǎn)子腔和集流管內(nèi)部的壓力場(chǎng)和速度場(chǎng)分布，繼而得出各個(gè)過(guò)流部件在大渦模擬情況下內(nèi)部流體的流動(dòng)狀況。
　　3、對(duì)8葉片葉輪模型泵進(jìn)行模擬試驗(yàn)，結(jié)果表明:相同工況條件下，新型8葉片葉輪旋噴泵的揚(yáng)程比傳統(tǒng)旋噴泵提高了2.63％