兩類超低比轉(zhuǎn)速離心泵的數(shù)值分析及優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、超低比轉(zhuǎn)速離心泵在水力性能方面一直存在著3大問題，即:揚(yáng)程-流量曲線易出現(xiàn)駝峰、大流量區(qū)運(yùn)行易過載、效率較低等。這主要是設(shè)計(jì)方法上存在缺陷，本文在全面總結(jié)超低比轉(zhuǎn)速離心泵設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，綜合各種設(shè)計(jì)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了超低比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，即在其他關(guān)鍵幾何參數(shù)不變的情況下，減小葉片出口排擠系數(shù)ψ2（表現(xiàn)為堵塞葉輪流道）實(shí)現(xiàn)乘式D2b2ψ2tanβ2合理減小，以達(dá)到高效、無駝峰、無過載三者兼顧。
　　以常規(guī)超低比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵

2、水力模型M12.5-23為例，通過對(duì)CFD流動(dòng)理論的分析，確定了針對(duì)M12.5-23的數(shù)值模擬方案，在帶泵腔的完整區(qū)域下進(jìn)行全工況數(shù)值模擬，結(jié)果發(fā)現(xiàn):完整區(qū)域下，性能預(yù)測(cè)曲線與實(shí)驗(yàn)曲線吻合度較好。因此，對(duì)于超低比轉(zhuǎn)速離心泵的數(shù)值模擬，計(jì)算區(qū)域不能忽略泵腔。按照水力設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，以M12.5-23為例，在保證葉輪出進(jìn)口面積比A2/A1遞進(jìn)減小的前提下建立7個(gè)改進(jìn)模型，并進(jìn)行全工況數(shù)值模擬，結(jié)果顯示:發(fā)現(xiàn)7個(gè)改進(jìn)模型下?lián)P程、軸功率均有不同程

3、度的下降，效率均有所上升;選取面積比為0.8、1.0兩個(gè)改進(jìn)模型和原模型為代表，對(duì)內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行對(duì)比分析發(fā)現(xiàn):隨著葉輪流道的進(jìn)一步收窄，流道內(nèi)部軸向漩渦減小，水力損失變小;由于流道收窄后出口絕對(duì)速度增大，使得葉頂間隙附近漩渦增強(qiáng)，水力損失增大。
　　以部分流泵水力模型QXB130-7作為特殊泵型的代表，按照遞進(jìn)原則設(shè)計(jì)出8種改進(jìn)模型，并進(jìn)行全工況下數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示:當(dāng)改進(jìn)模型的面積比小于1.2時(shí)，揚(yáng)程-流量曲線出現(xiàn)了駝峰，這是

4、由于在對(duì)部分流泵直葉片加厚時(shí)，減小葉輪出口排擠系數(shù)ψ2的同時(shí)，葉片出口安放角隨之變大，必然會(huì)產(chǎn)生駝峰，軸功率和效率的預(yù)測(cè)結(jié)果與常規(guī)泵型相類似;同樣選取面積比為0.8、1.0兩個(gè)改進(jìn)模型和原模型為代表分析內(nèi)流場(chǎng)，結(jié)果顯示:兩個(gè)改進(jìn)模型葉輪流道內(nèi)軸向漩渦面積減小，但強(qiáng)度始終很大;隔舌附近的沖擊損失非常大;隨著流量的增加，蝸室出口的右側(cè)的斷流情況明顯減少，大流量下流場(chǎng)趨于均勻穩(wěn)定。
　　以離心泵面積比原理及相關(guān)理論為基礎(chǔ)，本文建立了超低