電站自吸泵氣液混合與分離及性能優(yōu)化研究.pdf

1、近幾年來，由于自吸泵優(yōu)越的水利性能和使用的方便性，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領域得到廣泛應用，相比液下泵抽水易出故障，檢修不便，自吸泵在這方面有足夠的保障，部分水電站逐漸采用自吸泵代替原先的液下泵。自吸泵的安全性和穩(wěn)定性是近幾年來水泵領域研究的熱門話題和科研的重要方向，而水力性能是否優(yōu)越和自吸時間和自吸高度是否達標都成為關鍵的衡量指標。自吸泵的啟動過程是一個復雜的非定常氣液兩相流動問題，其氣液混合和分離的好壞，直接影響自吸時間和自吸高度，而自吸時間和

2、自吸高度是衡量自吸泵自吸性能的關鍵指標?？梢娧芯坎⒄业阶晕脝舆^程的氣液兩相流動規(guī)律是改善自吸泵自吸性能的關鍵。
　　本文主要從自吸泵現(xiàn)有的設計理論出發(fā)，對 ZX80外混式自吸泵進行改型設計；結合應用計算流體力學CFD模擬技術，對比改型前后的水力性能及內(nèi)部流動情況進行對比分析，說明改型的合理性和可行性。在改型的基礎上研究外混式自吸泵自吸過程的非定常氣液兩相流動規(guī)律。主要工作和研究成果如下：
　　(1)選用ZX80外混式自吸

3、泵作為本文的研究對象。在原先圖紙的基礎上，結合近幾年自吸泵的設計理論的研究，對ZX80自吸泵進行設計。
　　(2)建立改型前后的ZX80外混式自吸泵的物理模型，分別進行網(wǎng)格的劃分，利用雷諾平均法和標準k??雙方程湍流模型，取5個流量工況點對改型前后的ZX80外混式自吸泵進行定常數(shù)值模擬計算。
　　(3)在改型前后ZX80外混式自吸泵定常數(shù)值模擬結果的基礎上，分別對外特性和內(nèi)部流場進行對比分析。一方面將改型前后ZX80泵的流量

4、-揚程曲線、流量-軸功率曲線、流量-效率曲線進行了對比，研究發(fā)現(xiàn)：對氣液分離室進行改型后，其揚程、效率有所提高，軸功率減??；另一方面通過對改型前后的氣液分離室的流線和湍動能耗散率進行分析，改型后的流線更為順暢，氣液分離室的流動紊亂程度降低、效率提高?？梢姡疚膶τ趯τ诜蛛x室的改型是成功的，不僅提高了ZX80泵的水利性能，同時也改善了氣液分離室的紊亂渦態(tài)的分布。
　　(4)基于多相流理論基礎，對改型后的ZX80外混式自吸泵啟動過程進