電站自吸泵的設(shè)計(jì)及內(nèi)部流場(chǎng)特性研究.pdf

1、由于普通離心泵吸入液面如果在葉輪以下，啟動(dòng)時(shí)必須預(yù)先灌水，為了在泵體內(nèi)部及吸入管路能夠存住水，入口需安裝閥門(mén)，泵工作時(shí)閥門(mén)造成的水力損失較大，且閥口容易夾雜石塊、樹(shù)枝等雜物，導(dǎo)致封水不嚴(yán)而無(wú)法灌滿水，這樣自吸泵隨之出現(xiàn)并得到廣泛的應(yīng)用，自吸泵具有體積小、工作可靠、便于遠(yuǎn)程集中控制等特點(diǎn)，近年來(lái)人們對(duì)于自吸泵性能做了大量的理論研究工作，其一：水力性能設(shè)計(jì)是否優(yōu)秀是影響自吸性能的關(guān)鍵因素。其二：自吸泵的啟動(dòng)階段是非常紊亂的瞬態(tài)氣液兩相流動(dòng)過(guò)

2、程，同時(shí)在啟動(dòng)階段氣液混合和分離的效果與否對(duì)于自吸性能有著顯著影響。
　　本文主要的研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下：
　?。?）較為全面的概述和總結(jié)了自吸泵的研究近況及發(fā)展方向。
　?。?）主要從自吸泵現(xiàn)有設(shè)計(jì)理論研究成果總結(jié)的基礎(chǔ)上，根據(jù)電站的實(shí)際需要采用速度系數(shù)法對(duì)ZX80-65-178自吸式離心泵進(jìn)行設(shè)計(jì)，滿足規(guī)定的設(shè)計(jì)目標(biāo)和自吸性能要求。
　?。?）應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)CFD對(duì)自吸泵的內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行定常模擬計(jì)算，分析和研究

3、該泵在各工況下的能量性能、內(nèi)部流動(dòng)機(jī)理、速度特征，并進(jìn)行相關(guān)的外特性試驗(yàn)驗(yàn)證，檢驗(yàn)自吸泵水力設(shè)計(jì)是否達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。
　?。?）回流孔設(shè)計(jì)是在經(jīng)驗(yàn)公式設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行估算得到，一般很難達(dá)到最優(yōu)設(shè)計(jì)值，對(duì)于特定的自吸泵，存在一個(gè)最佳回流孔的面積及其安放位置，在初次設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果研究和分析回流孔的內(nèi)部流動(dòng)特性，對(duì)回流孔大小重新定義，分析得到隨著回流孔大小的變化，導(dǎo)致回流孔兩側(cè)壓力差及其回流量的變化，最終反映到自吸泵外特性的

4、變化，從而確定該自吸泵回流孔的最佳面積。
　?。?）自吸泵的啟動(dòng)過(guò)程是三維非穩(wěn)態(tài)的湍流運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)自吸泵的自吸初期含氣率有一個(gè)激增的過(guò)程，最大能達(dá)到一半。所以本文通過(guò)氣液兩相流數(shù)值模擬理論研究葉輪入口在不同含氣率情形下泵體內(nèi)部的氣液兩相流動(dòng)特點(diǎn)，為探究啟動(dòng)階段的流動(dòng)機(jī)理具有一定的參考價(jià)值。
　?。?）本章主要是非穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬，主要研究自吸泵在水力設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的壓力脈動(dòng)變化情況，運(yùn)用基于結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格大渦數(shù)值模擬理論的研究方法，通