立式多級(jí)筒袋泵首級(jí)葉輪內(nèi)部流動(dòng)規(guī)律及水力性能研究.pdf

1、立式多級(jí)筒袋泵主要用于輸送低溫易汽化、對溫度變化比較敏感的介質(zhì)，因具有高汽蝕性能、高效率、可靠性好、壽命長、低噪音、占地面積小等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于諸多行業(yè)。當(dāng)前，對于立式多級(jí)筒袋泵的研究主要采用理論研究和試驗(yàn)研究兩種方法，而缺少對于立式多級(jí)筒袋泵內(nèi)部流動(dòng)的數(shù)值模擬分析研究。在立式多級(jí)筒袋泵中首級(jí)葉輪是其重要的水力元件，本研究中模型泵選擇首級(jí)采用雙吸葉輪、并在葉輪兩端加設(shè)誘導(dǎo)輪的立式多級(jí)筒袋泵，因其能夠滿足現(xiàn)場汽蝕性能的要求，故提高泵的水

2、力性能成為研究的首要任務(wù)。本文以立式多級(jí)筒袋泵首級(jí)葉輪為研究對象，利用數(shù)值模擬的方法，研究首級(jí)葉輪的幾何參數(shù)對泵內(nèi)液體的流動(dòng)及水力性能的影響規(guī)律。主要研究內(nèi)容和成果如下:
　　(1)系統(tǒng)地分析立式多級(jí)筒袋泵數(shù)值模擬涉及的基礎(chǔ)理論，以及建立合理有效的立式多級(jí)筒袋泵CFD數(shù)值分析模型的基本流程。主要包括立式多級(jí)筒袋泵流體域的建模，對建立的流體域進(jìn)行網(wǎng)格劃分以及對流體域進(jìn)行邊界條件設(shè)定等前處理過程;給出數(shù)值模擬控制方程、離散格式，選擇合

3、理的湍流模型;明確離心泵性能預(yù)測原理等后處理方法。
　　(2)在不同流量工況下，基于CFD對300LDTN-200立式多級(jí)筒袋泵進(jìn)行定常數(shù)值模擬，分析了泵內(nèi)部流場流動(dòng)規(guī)律，研究了300LDTN-200立式多級(jí)筒袋泵的水力性能，并對泵進(jìn)行試驗(yàn)，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了數(shù)值模擬的可靠性。
　　(3)在不同流量工況下，對不同葉片數(shù)的首級(jí)葉輪的計(jì)算模型進(jìn)行數(shù)值模擬，研究首級(jí)葉輪的葉片數(shù)對立式多級(jí)筒袋泵性能的影響，根據(jù)模擬結(jié)果計(jì)算揚(yáng)程和效率

4、值并得到性能曲線，分析了H-Q曲線和η-Q曲線的變化規(guī)律，得到了葉片數(shù)對立式多級(jí)筒袋泵揚(yáng)程和效率的影響規(guī)律。結(jié)果表明，在首級(jí)葉輪其他幾何參數(shù)不變的情況下，本文研究的300LDTN-200立式多級(jí)筒袋泵應(yīng)選擇的最優(yōu)葉片數(shù)為5。
　　(4)利用數(shù)值模擬，研究在不同流量工況下改變首級(jí)葉輪葉片包角對立式多級(jí)筒袋泵水力性能的影響，通過后處理方法得到壓力云圖，分析不同葉片包角情況下葉輪流道內(nèi)壓力的變化規(guī)律，并根據(jù)得到的H-Q曲線和η-Q曲線，

5、從曲線的走勢和變化率方面分析葉片包角對立式多級(jí)筒袋泵水力性能的影響，總結(jié)得到，在僅改變首級(jí)葉輪包角的前提下，300LDTN-200立式多級(jí)筒袋泵首級(jí)雙吸葉輪的最佳包角為130°。
　　(5)在不同流量工況下，利用數(shù)值模擬分析首級(jí)葉輪進(jìn)口邊寬度對立式多級(jí)筒袋泵水力性能的影響，得到了各進(jìn)口邊寬度的改型泵在不同流量工況下的壓力云圖，對比分析,總結(jié)出首級(jí)葉輪進(jìn)口邊寬度對液體流動(dòng)的影響規(guī)律，通過H-Q曲線和η-Q曲線的變化，分析僅改變首級(jí)葉