離心泵汽蝕性能的數(shù)值模擬與試驗研究.pdf

1、本課題屬于國家科技支撐計劃項目(項目編號:2008BAF34810)。
　　 汽蝕問題是離心泵中至關(guān)重要的問題,是離心泵設(shè)計和使用過程中必須要考慮的因素之一。離心泵在運(yùn)行過程中因發(fā)生汽蝕直接影響到泵的性能,使泵的效率下降,揚(yáng)程降低,嚴(yán)重時還會產(chǎn)生噪聲和振動,腐蝕破壞葉輪等過流部件,因此對離心泵汽蝕性能進(jìn)行深入研究具有重要的現(xiàn)實意義。
　　 本文是在國內(nèi)外諸多學(xué)者對離心泵汽蝕性能研究的基礎(chǔ)上,采用CFD技術(shù)與試驗相結(jié)合的方

2、法,對80-65-135型離心泵的汽蝕性能進(jìn)行了數(shù)值模擬與試驗研究,主要研究工作和結(jié)論如下:
　　 1.綜述了目前國內(nèi)外在離心泵汽蝕發(fā)生機(jī)理、改善離心泵汽蝕性能措施、離心泵汽蝕性能診斷以及預(yù)測等方面的研究現(xiàn)狀;總結(jié)了目前離心泵汽蝕研究中存在的不足之處。
　　 2.根據(jù)離心泵性能參數(shù),從提高泵汽蝕性能的角度對葉輪進(jìn)口直徑、葉輪出口寬度、葉片進(jìn)出口安放角和壓水室等幾何參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,設(shè)計了三種方案葉輪作為對比研究。

3、　　 3.基于PRO/E軟件創(chuàng)建離心泵流道的三維模型,應(yīng)用CFX軟件對三種方案的離心泵揚(yáng)程和效率進(jìn)行了預(yù)測,并將數(shù)值預(yù)測的結(jié)果與試驗結(jié)果進(jìn)行了對比分析。結(jié)果表明:預(yù)測的性能曲線與試驗曲線基本吻合,誤差均不超過7%;三種設(shè)計方案中,方案三的泵性能較優(yōu)。
　　 4.在無汽蝕計算的基礎(chǔ)上,通過加載汽蝕模型對離心泵內(nèi)部的汽蝕流動進(jìn)行了數(shù)值計算。根據(jù)計算結(jié)果,分析了不同進(jìn)口壓力下葉輪中截面上壓力分布和葉片背面上氣泡相分布規(guī)律;研究了離心

4、泵汽蝕時葉輪流道內(nèi)能量轉(zhuǎn)換過程和氣泡隨時間的變化規(guī)律等。
　　 5.對三種葉輪方案的汽蝕計算結(jié)果進(jìn)行了對比分析,結(jié)果表明葉輪進(jìn)口幾何參數(shù)對離心泵汽蝕性能影響較大,適當(dāng)增大葉輪進(jìn)口直徑和葉片進(jìn)口沖角有利于提高離心泵的汽蝕性能。數(shù)值預(yù)測的三種葉輪方案的臨界汽蝕余量分別為2.21m、2.51m、2.06m。
　　 6.對三種葉輪方案進(jìn)行了汽蝕試驗,試驗得到三種葉輪方案的臨界汽蝕余量分別為2.37m、2.75m、2.23m,與預(yù)