微型循環(huán)水泵壓力脈動的研究.pdf

1、微型循環(huán)水泵在生活熱水系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用前景，但其內(nèi)部非定常流動誘發(fā)的壓力脈動會引起泵過流部件的振動，降低泵運(yùn)行的可靠性，進(jìn)而引發(fā)噪聲污染。本文針對生活熱水系統(tǒng)用微型循環(huán)水泵，通過葉輪與吸、壓水室動靜耦合的非定常流動數(shù)值計算，對其流道內(nèi)的壓力脈動進(jìn)行了研究，主要內(nèi)容有：
　　 1.在對離心泵內(nèi)流場數(shù)值計算方法研究的基礎(chǔ)上，針對微型循環(huán)水泵內(nèi)部流動的特點(diǎn)，建立了其內(nèi)流場計算的數(shù)學(xué)模型。采用SST k-ω湍流模型和RNGκ-ε湍流

2、模型及滑移網(wǎng)格技術(shù)，對葉輪、吸水室、環(huán)形壓水室和進(jìn)出口管的非定常流動進(jìn)行了計算。并與外特性試驗(yàn)進(jìn)行了對比分析，研究表明SST k-ω湍流模型的預(yù)測精度較高。
　　 2.提出了壓力脈動測點(diǎn)的布置方案。應(yīng)用SST k-ω湍流模型的內(nèi)流場計算結(jié)果，得到了內(nèi)流場相對速度、絕對速度、靜壓、湍動能的分布情況，在對引起壓力脈動的動靜干擾、渦流、回流研究的基礎(chǔ)上，分析出了應(yīng)重點(diǎn)考察的位置。
　　 3.運(yùn)用采樣定理，確定了采樣頻率；比較分

3、析了微型循環(huán)水泵某一工況下同一測點(diǎn)不同采樣時間的壓力脈動頻域圖，給定了采樣時間。
　　 4.定量計算了微型循環(huán)水泵內(nèi)的壓力脈動。通過對不同工況下各過流部件不同區(qū)域各監(jiān)測點(diǎn)的壓力脈動數(shù)據(jù)進(jìn)行幅域、時域和頻域分析，對各過流部件的壓力脈動特性進(jìn)行了研究。研究表明，葉輪與壓水室間的動靜干擾是產(chǎn)生壓力脈動的主要脈動源，并在整個流道內(nèi)傳播；由于渦流、回流產(chǎn)生的壓力波動曲線呈現(xiàn)很強(qiáng)的脈動和不穩(wěn)定性。最強(qiáng)烈的壓力脈動并沒有發(fā)生在隔舌處，而是發(fā)生

4、在葉輪出口靠近隔舌的位置，這是由于隔舌與葉輪外徑間隙(間隙為葉輪半徑的37.4％)過大造成的。此外，通過數(shù)值計算所得的轉(zhuǎn)頻、葉頻與通過經(jīng)驗(yàn)公式計算所得的頻率誤差很小，且脈動頻率基本符合實(shí)際的倍頻規(guī)律，從而驗(yàn)證了數(shù)值計算結(jié)果的可信性。
　　 本文通過數(shù)值計算、外特性試驗(yàn)對微型循環(huán)水泵內(nèi)的壓力脈動進(jìn)行了研究，探討了由于動靜干擾、渦流、回流引起的壓力脈動。對今后深入分析微型循環(huán)水泵壓力脈動產(chǎn)生機(jī)理以及高可靠性微型循環(huán)水泵的優(yōu)化設(shè)計打下