水波泵的流體力學(xué)理論和實驗研究.pdf

1、眾所周知，發(fā)明于18世紀(jì)的水錘泵，功能和作用原理都是完全不同于傳統(tǒng)渦輪泵的一類水泵。因為從功能上講，它無需輸入外功，而是將水(源)流原有的能量進(jìn)行重新分配，獲得高壓水流；從作用原理上講，它是利用非定常水流的水錘現(xiàn)象來達(dá)到增壓與分流的目的。世界上許多國家(特別是俄、美、英、中等國)在山區(qū)提水，農(nóng)田灌溉等方面已有較廣泛的應(yīng)用。但是，由于它在運行中主要依靠兩只閥門周期地開關(guān)來工作，存在(如間歇性供水、振動嚴(yán)重、噪聲大、易損壞、占地面積多和維修

2、頻繁等)重大的缺陷，難以適應(yīng)客觀實用的要求。 本文巧妙結(jié)合水錘泵和氣波增壓器兩者的工作原理與效能轉(zhuǎn)換方式，成功研究出不間斷地產(chǎn)生水錘效應(yīng)，能夠連續(xù)獲得高壓水流的水波泵，隨后進(jìn)行了大量的實驗研究，得到許多有用的數(shù)據(jù)。本文在研究過程中，主要取得了以下成果： 1、首先利用流體的非定?，F(xiàn)象--水擊壓力波動原理，創(chuàng)新性地提出了新型水泵--水波泵研制的理論依據(jù)，通過對水波泵的流體力學(xué)分析計算，得出了分析計算方法。并用特征線解法計算了

3、水波泵平均半徑處一維非定常流動問題，對水波泵出入口的徑向平衡問題也進(jìn)行理論計算與分析。 2、首次完成了水波泵的結(jié)構(gòu)型式及其機(jī)械制造工藝設(shè)計，并于2006年9月成功試制出水波泵，通過對水波泵進(jìn)行的實驗檢測，對實驗用水波泵存在的問題進(jìn)行了必要的修改，從而完善了水波泵設(shè)計計算理論與機(jī)械制造技術(shù)。 3、對成功試制的水波泵，進(jìn)行為期一年多的實驗與改進(jìn)研究，解決了實驗過程中發(fā)現(xiàn)的一些問題，為優(yōu)化和完善水波泵機(jī)械構(gòu)設(shè)計，提供了許多有用

4、的數(shù)據(jù)。 4、通過水波泵研制與實驗測試，其實驗結(jié)果初步驗證了本文研究和采用的一維非定常流動的典型算例和水波泵設(shè)計計算流體力學(xué)理論與計算方法的正確性，為今后開展水波泵系列化工業(yè)用途研究，提供了理論基礎(chǔ)與技術(shù)保障，尤其是還可以根據(jù)不同的用途選擇不同的波型，為水波泵的廣泛推廣應(yīng)用創(chuàng)造提供了可靠的條件。 5、研制的水波泵有效地克服了水錘泵與氣波增壓器的缺陷，在國際上將率先開發(fā)具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的新型水泵。 此外，水波泵設(shè)計