清淤船用旋流式泥漿泵內(nèi)流分析與優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、中圖分類號：UDC：清淤船用旋流式泥漿泵內(nèi)流分析與優(yōu)化設(shè)計碩士研究生：王晶晶導師：朱紅耕教授專業(yè)：水利水電工程揚州大學二。一四年五月王晶晶：清淤船用旋流式泥漿泵內(nèi)流分析與優(yōu)化設(shè)計I摘要旋流式泥漿泵廣泛應(yīng)用在河道、魚塘等清淤工程中，是旋挖式清淤船的關(guān)鍵部件。旋流式泥漿泵采用離心式葉輪，其區(qū)別在于葉輪不是安裝在蝸殼中，而是退縮至壓水室后面，即葉輪與前泵殼壁之間在軸向空間寬度較大，從而使得其有很好的通過性能。旋流泵葉輪設(shè)計與常規(guī)的離心泵葉輪設(shè)

2、計基本相同，但其工作原理與傳統(tǒng)的葉片泵(離心泵、混流泵、軸流泵和螺旋泵)并不完全相同。本文結(jié)合匯合江蘇水利科技項目研究，采用計算流體力學方法，開展XLB260型旋流泵內(nèi)部流動分析，探索旋流泵的無葉腔和葉輪內(nèi)部流動規(guī)律，研究設(shè)計參數(shù)對泵性能的影響，為實現(xiàn)旋流式泥漿泵的性能預(yù)測和優(yōu)化設(shè)計提供了參考依據(jù)。開展的主要工作和取得的成果如下：(1)對國內(nèi)外旋流泵的理論研究、數(shù)值模擬和試驗研究成果進行了分析和總結(jié)，提出了本文研究的主要方向和內(nèi)容。(2

3、)采用三維造型軟件PRO／E進行XLB260型旋流泵三維實體造型；利用ANSYS自帶的ICEM軟件對三維實體模型完成網(wǎng)格劃分，并對劃分好的網(wǎng)格做了無關(guān)性分析，定量分析了旋流泵數(shù)值模擬計算結(jié)果和網(wǎng)格數(shù)量的關(guān)系；利用流場計算軟件CFX，運用雷諾平均方程，并選擇湍流模型中比較常用的標準kc模型，對旋流泵在不同流量工況下進行了三維定常液相數(shù)值模擬計算，根據(jù)計算所得結(jié)果分析了旋流泵的內(nèi)部特性和外部特性，得到了XLB260的旋流泵的流量、揚程、功率

4、和效率的性能曲線。(3)采用正交試驗方法，分析了XLB260型旋流式泥漿泵流道進口直徑dl、葉片數(shù)Z、葉輪外徑與殼體的間隙e對性能的影響，并根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果和性能曲線圖確定了三個參數(shù)對泵性能影響的主次順序，然后利用直觀分析法和綜合平衡分析法找出了旋流泵的最優(yōu)參數(shù)組合。(4)開展了XLB260型旋流式泥漿泵三維非定常計算，分析了非定常流場的內(nèi)部特性，并對不同工況下的定常和非定常計算結(jié)果進行了定量和定性的比較。(5)本文進行了XLB260型旋流