單級雙吸中開式離心泵的水力優(yōu)化及泥沙磨損研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,水利水電、農(nóng)業(yè)灌溉、市政建設(shè)等工程對泵的需求量越來越大,雙吸中開泵流量大、揚(yáng)程高、汽蝕性能好,是目前使用最為廣泛的供水泵之一。國內(nèi)的中開泵設(shè)計生產(chǎn)雖然起步較早,但其開發(fā)技術(shù)與國外仍有較大的差距,其能量和汽蝕性能及穩(wěn)定性方面仍有很多不足。對于輸運(yùn)含大量泥沙顆粒的介質(zhì),葉輪磨損嚴(yán)重,使用壽命短,國內(nèi)對于大型中開泵葉輪的泥沙磨損研究工作開展還不深入。
　　OS型系列雙吸中開泵是國內(nèi)的一套比較完備的中開泵水力模型,

2、但其吸入室?guī)缀涡螤罴敖Y(jié)構(gòu)在一定程度上制約了該型泵抗汽蝕性能的提高,本文針對OS型雙吸中開泵的特點,依據(jù)雙吸泵的基本原理,采用數(shù)值模擬和試驗的方法,在原基礎(chǔ)上對其進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn),進(jìn)行創(chuàng)新,兼顧了生產(chǎn)加工工藝的可行性,同時保留了原有結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。
　　葉輪是泵的做功部件,是影響泵水力性能的最主要部件,傳統(tǒng)的研究工作主要集中于比轉(zhuǎn)速較低的離心泵葉輪,而本文專注于中高比轉(zhuǎn)速葉輪的研究,采用高度彎曲進(jìn)口邊的葉片來提高葉輪的抗汽蝕性能,試驗結(jié)果

3、顯示這是在不降低葉輪效率的前提下提高葉輪抗汽蝕性能的的有效方法。文章還研究了葉輪不同參數(shù)對泵能量特性的影響,調(diào)整了原有模型的水力特性,使新開發(fā)的模型性能更加符合實際需求。
　　本文還研究了微小泥沙顆粒對葉輪的磨損特性,運(yùn)用拉格朗日粒子跟蹤法模擬了葉輪內(nèi)部泥沙顆粒的運(yùn)動軌跡及葉片表面的磨損強(qiáng)度分布,并與參考文獻(xiàn)中的實驗相對照,實驗結(jié)果印證了本文研究方法的正確性和可行性。研究結(jié)果顯示,在不顯著降低泵的水力性能的基礎(chǔ)上,葉輪進(jìn)口之前的密

4、封體導(dǎo)葉,對葉片的磨損具有抑制作用,同時設(shè)計合理的葉片流線變化規(guī)律,能顯著降低葉片工作面的磨損強(qiáng)度。為了減輕對葉片出口背面的磨損,對葉片厚度進(jìn)行了處理,減小顆粒對葉片尾部背面的沖擊角度,數(shù)值模擬結(jié)果顯示效果良好。
　　本文所研究的優(yōu)化設(shè)計方法在多套高效率抗汽蝕的中開泵水力模型研發(fā)工作中得到應(yīng)用,開發(fā)出的水力模型已大批量生產(chǎn),成功應(yīng)用于多項實際工程,有的產(chǎn)品已經(jīng)出口至發(fā)達(dá)國家,得到了企業(yè)的肯定和用戶的一致好評,但耐磨損葉輪的實際效果