低比轉(zhuǎn)速復(fù)合葉輪離心泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)和試驗(yàn)研究.pdf

1、低比轉(zhuǎn)速離心泵主要的能量轉(zhuǎn)換在復(fù)合葉輪內(nèi)完成,因此針對復(fù)合葉輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)對離心泵的節(jié)能降耗有重要意義。CFD技術(shù)的快速發(fā)展為低比轉(zhuǎn)速復(fù)合葉輪離心泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)有力的手段。本文在課題組原有研究的基礎(chǔ)上以效率為優(yōu)化目標(biāo),基于三維流動分析對具有長、短葉片的復(fù)合葉輪進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),并對優(yōu)化前后葉輪的低比轉(zhuǎn)速復(fù)合葉輪離心泵整機(jī)進(jìn)行了數(shù)值模擬與性能預(yù)測,最后對優(yōu)化前后葉輪的離心泵進(jìn)行了試驗(yàn)研究。主要內(nèi)容如下:
　　 (1)介紹了本文優(yōu)

2、化設(shè)計(jì)及數(shù)值計(jì)算所采用的方法,利用Pro/E對過流部件:葉輪、誘導(dǎo)輪、蝸殼進(jìn)行了建模。利用NUMECA軟件,采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格對整機(jī)進(jìn)行了網(wǎng)格劃分;
　　 (2)對復(fù)合葉輪進(jìn)行了參數(shù)化造型,以復(fù)合葉輪出口角β2和短葉片起始直徑Di2兩個參數(shù)為優(yōu)化變量,及復(fù)合葉輪出口角β2一個參數(shù)為優(yōu)化變量,在這兩種優(yōu)化策略下,基于效率為優(yōu)化目標(biāo)對復(fù)合葉輪單通道進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)研究,得到了兩種策略下優(yōu)化后的葉輪幾何模型,將其繪制成零件圖,為后續(xù)葉輪的加

3、工提供依據(jù);
　　 (3)采用雷諾時均Navier-Stokes方程和Spalart-Allmaras模型湍流模型對優(yōu)化前后葉輪的低比轉(zhuǎn)速離心泵(共3臺)進(jìn)行了整機(jī)的三維數(shù)值模擬;分析優(yōu)化前后離心泵過流部件內(nèi)的流場特性;并對整機(jī)工況下優(yōu)化前后葉輪的低比轉(zhuǎn)速離心泵性能進(jìn)行了預(yù)測,驗(yàn)證了優(yōu)化葉輪的離心泵的效率確實(shí)有所提高。
　　 (4)對CFD優(yōu)化前后葉輪的離心泵進(jìn)行了外特性試驗(yàn)研究,得到了優(yōu)化前后葉輪離心泵的性能曲線,并和