新型高速深井離心泵內(nèi)部流動分析及可靠性研究.pdf

1、深井離心泵廣泛應(yīng)用于地下水抽取、高層建筑給水、農(nóng)田灌溉等領(lǐng)域。隨著全球水資源的日益耗竭，地下水位逐年下降，使用者對深井離心泵的需求量越來越大，對深井離心泵性能也提出了越來越高的要求，但是如何在有限井徑下盡可能提高深井離心泵的單級揚程，縮短軸向長度，已成為相關(guān)學(xué)者的研究重點。
　　高速深井離心泵是近年來開發(fā)出的一種新型多級深井離心泵，它和常規(guī)深井泵相比具有較高的轉(zhuǎn)速，主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，性能好，節(jié)能節(jié)材，是未來深井離

2、心泵發(fā)展的新方向。而目前國內(nèi)針對高速深井離心泵的研究幾乎空白，因此對高速深井離心泵進(jìn)行內(nèi)部流動分析及可靠性研究具有重要的理論意義和工程實際意義。本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目“新型多級泵葉輪-導(dǎo)葉耦合流場結(jié)構(gòu)與能量轉(zhuǎn)換機理研究(51279069)”以及與臺州市百施度工貿(mào)有限公司、浙江省機電設(shè)計研究院合作項目“100QJ3.2高可靠節(jié)能節(jié)材變頻高速井泵”，對項目設(shè)計研發(fā)的一臺高速深井離心泵進(jìn)行研究，主要研究內(nèi)容及取得的成果如下:
　　

3、1.針對項目設(shè)計的高速深井離心泵，對其主要的數(shù)值模擬方法進(jìn)行了初步探討，采用不同網(wǎng)格數(shù)、不同湍流模型、不同級數(shù)對高速深井離心泵進(jìn)行了全流場三維定常數(shù)值模擬，從而選擇出了適合該高速深井離心泵的網(wǎng)格數(shù)、湍流模型及級數(shù)，并將數(shù)值模擬結(jié)果與試驗結(jié)果進(jìn)行了對比，以保證后續(xù)研究的可行性及準(zhǔn)確性。
　　2.在定常數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，對高速深井離心泵進(jìn)行了三維非定常數(shù)值計算，基于渦動力學(xué)，利用正則化螺旋度法從渦運動結(jié)構(gòu)對高速深井離心泵內(nèi)部流動進(jìn)行了

4、診斷，主要對首級葉輪、導(dǎo)葉以及次級葉輪、導(dǎo)葉內(nèi)渦結(jié)構(gòu)進(jìn)行辨識，初步探討了高速深井離心泵內(nèi)部流動機理。
　　3.在葉輪、導(dǎo)葉水體不同位置作截面流線圖，分析了首級和次級葉輪以及導(dǎo)葉的內(nèi)部流動情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn):次級葉輪流道整體流動情況比首級葉輪好，并且由于首級葉輪為無旋入流，液流角小而葉片的進(jìn)口安放角大，在葉片進(jìn)口處的流動相比次級葉輪進(jìn)口處的流動要差;兩級導(dǎo)葉內(nèi)整體流動比較順暢。根據(jù)流線分析結(jié)果可以進(jìn)一步指導(dǎo)優(yōu)化設(shè)計，提高泵性能。