壓水室擴(kuò)散段斷面面積變化規(guī)律對(duì)離心泵性能影響的研究.pdf

1、效率是離心泵最重要的性能指標(biāo)之一，離心泵運(yùn)行時(shí)壓水室內(nèi)的水力損失較大，會(huì)嚴(yán)重影響其工作效率。壓水室擴(kuò)散段是離心泵的主要過(guò)流部位，從擴(kuò)散段進(jìn)口斷面至出口斷面，存在著斷面面積不斷增大和斷面形狀由不規(guī)則逐漸過(guò)渡為規(guī)則的雙重變化。擴(kuò)散段的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法在結(jié)構(gòu)形式上只注重其斷面形狀的光滑過(guò)渡，忽略了斷面面積按不同規(guī)律增大時(shí)造成水力損失對(duì)泵性能的影響。因此，本文以壓水室擴(kuò)散段為研究重點(diǎn)，通過(guò)理論分析、數(shù)值模擬以及試驗(yàn)研究相結(jié)合的方式，深入研究離心泵壓

2、水室擴(kuò)散段斷面面積變化規(guī)律對(duì)其性能的影響，所做的主要工作和取得的成果如下:
　　1.系統(tǒng)分析國(guó)內(nèi)外離心泵水力蝸殼的研究現(xiàn)狀和離心泵數(shù)值模擬的基礎(chǔ)理論，通過(guò)對(duì)模型泵IS50-32-125進(jìn)行定常數(shù)值計(jì)算，詳細(xì)給出離心泵流體域建模、網(wǎng)格劃分以及數(shù)值模擬的全過(guò)程。
　　2.對(duì)離心泵蝸殼內(nèi)水力損失模型進(jìn)行理論分析和計(jì)算，提出壓水室擴(kuò)散段斷面面積均勻增大的L型變化規(guī)律和和非均勻增大的U型、N型變化規(guī)律。通過(guò)分析與計(jì)算，給出半圓形進(jìn)口擴(kuò)

3、散段斷面面積按3種變化規(guī)律實(shí)現(xiàn)壓水室造型的數(shù)學(xué)模型和非半圓形進(jìn)口擴(kuò)散段斷面面積按3種變化規(guī)律實(shí)現(xiàn)壓水室造型的方法。
　　3.選取3臺(tái)典型模型泵，在設(shè)計(jì)工況下，分別對(duì)其擴(kuò)散段斷面面積均勻增大的L型變化規(guī)律和非均勻增大的U型、N型變化規(guī)律進(jìn)行數(shù)值計(jì)算以及對(duì)離心泵的內(nèi)、外特性進(jìn)行分析，結(jié)果表明:在設(shè)計(jì)工況下，L型擴(kuò)散段斷面面積變化規(guī)律是最佳規(guī)律，相對(duì)于U型規(guī)律，3臺(tái)模型泵的揚(yáng)程最大可提高1.26％，平均提高0.74％，效率最優(yōu)可提高0.

4、62％，平均提高0.51％。
　　4.針對(duì)3臺(tái)模型泵，分別在小流量和大流量工況下進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，得出各模型泵在3種擴(kuò)散段斷面面積變化規(guī)律下的性能曲線。通過(guò)對(duì)離心泵內(nèi)流場(chǎng)速度矢量與性能曲線特征分析，結(jié)果表明:傳統(tǒng)壓水室擴(kuò)散段的設(shè)計(jì)方法其內(nèi)部水力損失更大，不同工況下3種擴(kuò)散段斷面面積變化規(guī)律對(duì)泵性能的影響不一致，但整體上，壓水室擴(kuò)散段斷面面積按L型規(guī)律變化時(shí)，離心泵揚(yáng)程、效率更高，即壓水室擴(kuò)散段斷面面積均勻增大時(shí)離心泵的性能最佳。