立式雙級自吸泵的水力性能與自吸特性研究.pdf

1、自吸式離心泵因其具有良好的自吸性能而在二次啟動時無需灌泵，便于自動化控制，廣泛適用于重要的工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。隨著各類應(yīng)用場合對泵能耗要求的提高，市場上廣泛應(yīng)用的立式自吸泵的效率、運行平穩(wěn)性和自吸性能已越來越難以滿足應(yīng)用的需求。
　　本文在研究和分析傳統(tǒng)立式單級自吸泵的基礎(chǔ)上，開發(fā)了立式雙級自吸泵，基于局部歐拉能量分布的調(diào)整，改進了葉輪內(nèi)部能量分布，提高自吸泵水力性能，提出了新的蝸殼氣液分離室結(jié)構(gòu)，并改進了口環(huán)密封結(jié)構(gòu)及副葉輪結(jié)構(gòu)。借助計

2、算流體動力學(xué)（CFD）軟件對雙級自吸泵的水力模型進行了優(yōu)化和性能預(yù)測，最終開發(fā)產(chǎn)品進行現(xiàn)場應(yīng)用。同時，本文的雙級自吸泵無回流孔的結(jié)構(gòu)特點，基于兩相流動模擬研究了所開發(fā)自吸泵的自吸特性。為優(yōu)化立式雙級自吸泵的性能并研究其自吸特性，本文主要開展了以下幾個方面的工作：
　　（1）總結(jié)概括已有典型自吸泵的研究成果以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，研究和分析立式單級自吸泵的主要問題，在此基礎(chǔ)上設(shè)計出雙級立式自吸泵，并對其水力性能和自吸特性進行了研究；

3、r>　?。?）基于CFD分析軟件FLUEN T，采用κ-ε湍流模型對自吸泵內(nèi)部流場進行單相定常數(shù)值模擬和性能預(yù)測；根據(jù)定常數(shù)值模擬結(jié)果對自吸泵葉輪蝸殼以及葉輪內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行改進，對比與分析不同結(jié)構(gòu)對自吸泵流場的影響，設(shè)計得到了高效的立式雙級自吸泵葉輪、蝸殼及泵內(nèi)部結(jié)構(gòu);
　?。?）對立式雙級自吸泵進行性能試驗，通過泵性能測試數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)結(jié)果對比，驗證設(shè)計的合理性和計算方法的可靠性;
　?。?）基于FLUEN T軟件對立式雙級

4、自吸泵自吸過程的氣液兩相流進行非定常數(shù)值模擬。給出了自吸過程泵內(nèi)含氣率、速度和壓力的分布規(guī)律及流動特征，分析了葉輪進出口、蝸殼進出口和氣液分離室壓力與含氣率，并結(jié)合理論分析研究其自吸過程。
　　本文提出了新型立式雙級自吸泵結(jié)構(gòu)，基于CFD數(shù)值模擬改進設(shè)計了自吸泵的過流部件，分析了自吸過程的泵內(nèi)氣液兩相流結(jié)構(gòu)流場，完成了產(chǎn)品樣機的制造、試驗和現(xiàn)場應(yīng)用，測試和應(yīng)用結(jié)果顯示，所開發(fā)的雙級立式自吸泵效率相比傳統(tǒng)立式自吸泵得到大幅度提升，且