新型深井離心泵水力設(shè)計(jì)及優(yōu)化研究.pdf

1、深井離心泵是提取地下水的必備設(shè)備，給我國(guó)的農(nóng)業(yè)發(fā)展起到的重要作用。而我國(guó)深井離心泵的現(xiàn)狀的設(shè)計(jì)理念以及生產(chǎn)技術(shù)等都不能及時(shí)的跟上經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要，隨著國(guó)外的先進(jìn)的產(chǎn)品不斷的涌入我國(guó)，給國(guó)內(nèi)廠家的生存和發(fā)展帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，提高深井泵的性能以及降低生產(chǎn)成本，逐漸成為廣大廠家急迫的期望。
　　本文首先綜合闡述了深井離心泵的發(fā)展歷程，以及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)并介紹了國(guó)內(nèi)深井泵的研究情況。本文以100QJ16型深井離心泵為例，根據(jù)井泵

2、的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)葉輪和空間導(dǎo)葉的水力設(shè)計(jì)。
　　然后運(yùn)用三維建模軟件和流場(chǎng)分析軟件針對(duì)泵水力件實(shí)行三維實(shí)體的建模以及網(wǎng)格劃分，以及概述了網(wǎng)格生成與數(shù)值模擬計(jì)算的理論，包括基本控制方程及方程的離散所使用的方法、湍流模型、經(jīng)常使用的湍流數(shù)值模擬和其應(yīng)用條件等。
　　使用ANSYS對(duì)泵各種流量下的整泵流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，針對(duì)計(jì)算結(jié)果研究了各工況下葉輪、導(dǎo)葉以及泵腔等流道內(nèi)的靜壓云圖和速度矢量圖的分布規(guī)律以及外特性性能曲線，結(jié)果表明:

3、對(duì)于深井離心泵而言，水力損失最大的出現(xiàn)在導(dǎo)葉流道內(nèi)，導(dǎo)葉是決定整泵性能優(yōu)劣的比較關(guān)鍵的水力部件。
　　利用正交試驗(yàn)，建立起4因素3水平的正交表，通過9種方案的數(shù)值計(jì)算，找到了最優(yōu)的空間導(dǎo)葉水力模型。影響導(dǎo)葉性能的最關(guān)鍵的因素是導(dǎo)葉進(jìn)口角，然后依次為葉片的包角、葉片數(shù)以及葉片出口角。
　　在開式試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)試模型泵的外特性能，試驗(yàn)表明:在小流量及額定流量工況下數(shù)值模擬結(jié)果和試驗(yàn)值相比較，得出揚(yáng)程和效率誤差都不大。隨著流量的增大，

4、揚(yáng)程和效率的誤差也隨之增大，但試驗(yàn)曲線和數(shù)值計(jì)算曲線的趨勢(shì)一致，分析其原因可能與級(jí)間泄漏增加以及制造加工、裝配誤差等有關(guān)。在設(shè)計(jì)流量下，測(cè)試的泵的效率為67％，單級(jí)揚(yáng)程為3.85m，基本與設(shè)計(jì)相同。
　　考慮到空間導(dǎo)葉設(shè)計(jì)復(fù)雜、制造難度大生產(chǎn)成本高的缺點(diǎn)，我們提出一種全新的導(dǎo)葉取名為軸向?qū)~。此導(dǎo)葉的主要優(yōu)點(diǎn)在于能夠上下拔模便于制造，可以大大的減少制造的成本。通過幾種方案的數(shù)值模擬結(jié)果表明其水力性能優(yōu)越于空間導(dǎo)葉。從數(shù)值結(jié)果來(lái)看，

5、高效區(qū)比較廣，最高效率在設(shè)計(jì)工況下達(dá)到75％。
　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展，尤其是廣大農(nóng)村地區(qū)的改革不斷推進(jìn)經(jīng)濟(jì)在近幾年來(lái)得到了快速的發(fā)展，深井泵的市場(chǎng)前景廣闊。每年都數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的深井泵產(chǎn)品下線，投入工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)許多廠家還能過獲利但相比過去利潤(rùn)明顯降低，針對(duì)這種狀況多數(shù)廠家對(duì)是否投入資金對(duì)現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)存在著猶豫不決，因此，這個(gè)時(shí)候則需要在現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備的基礎(chǔ)上不斷的研究改進(jìn)設(shè)計(jì)方法提高產(chǎn)品的質(zhì)量，指引廠家逐漸向