新型高壓多級離心泵水力設(shè)計及優(yōu)化研究.pdf

1、高壓多級離心泵多應用于關(guān)乎國計民生的重要部門，是影響石油化工、反滲透海水淡化、電力以及冶金等行業(yè)生產(chǎn)裝置正常運行的關(guān)鍵設(shè)備，而我國的高壓多級離心泵設(shè)計和制造技術(shù)比較落后，產(chǎn)品主要依賴進口，嚴重制約了我國相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。因此對高壓多級離心泵進行設(shè)計和研究具有非常重要的經(jīng)濟意義和戰(zhàn)略意義。
　　本文以一種大流量高揚程多級離心泵為研究對象，對其各個過流部件進行了水力設(shè)計，運用CFD數(shù)值模擬對泵內(nèi)部流場進行了分析和性能預測，并對吸入室和新

2、型空間導葉進行了優(yōu)化設(shè)計。
　　本文主要工作及研究成果如下:
　　1.總結(jié)了高壓多級離心泵國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，根據(jù)21世紀高壓多級離心泵節(jié)能、環(huán)保、高效的發(fā)展方向和市場需求，創(chuàng)新設(shè)計了新型空間導葉，詳細介紹了其設(shè)計過程，并對葉輪、吸入室等其它過流部件進行了水力設(shè)計，確定了新型高壓多級離心泵的主要設(shè)計參數(shù)。
　　2.運用Pro/E和ICEM軟件分別對吸入室、葉輪、新型空間導葉等過流部件進行了三維水體造型和網(wǎng)格劃分。

3、
　　3.運用CFX軟件，對高壓多級離心泵進行了數(shù)值計算，分析了其內(nèi)部流場特征和各過流部件的能量損失情況，并確定下一步對導葉和吸入室進行優(yōu)化設(shè)計。
　　4.根據(jù)吸入室內(nèi)部流場特征及參考了螺旋形、鐘形吸入室等設(shè)計原理，設(shè)計了一種新型環(huán)形吸入室。
　　5.分兩個階段對新型空間導葉進行了優(yōu)化，第一個階段是按照L27(39)正交表，選取新型空間導葉9個幾何因素，每個因素取3個水平，設(shè)計了27個導葉模型，并分別與相同的葉輪和吸入

4、室裝配，通過兩級模型泵全流場模擬，獲得了各試驗方案在額定工況下的揚程和效率，并采用極差分析法探究了各幾何因素對泵性能的影響規(guī)律，確定了所選幾何參數(shù)的最優(yōu)組合;第二個階段是根據(jù)導葉流道過流面積的變化規(guī)律和導葉內(nèi)部流場特征，運行改變導葉葉片型線的方法對導葉葉片厚度進行調(diào)整，使導葉流道更符合水力流動，并確定最優(yōu)導葉模型。
　　6.對優(yōu)化后的高壓多級離心泵進行了4級全流場數(shù)值模擬和樣機試驗，通過數(shù)值模擬結(jié)果和試驗結(jié)果對比分析，發(fā)現(xiàn)新型空間