大型中比轉(zhuǎn)速礦用泵無過載特性研究.pdf

1、煤炭是我國的重要能源，但在煤礦開采過程中常有涌水滲出，嚴重時危害生命財產(chǎn)安全，因此采用大型礦用排水泵排出涌水對于維護煤礦安全生產(chǎn)具有至關(guān)重要的作用。鑒于礦用排水泵通常在大流量區(qū)域工作，易過載而引發(fā)事故，因此研究礦用泵無過載特性，不僅有利于煤礦生產(chǎn)安全，而且有利于煤礦節(jié)能減排。本文受“十二五”國家科技支撐計劃資助，以中比轉(zhuǎn)速礦用泵D82-19-2為研究對象，通過進行模型泵試驗和數(shù)值計算、正交試驗以及優(yōu)化設(shè)計計算公式的推導(dǎo)等工作，對中比轉(zhuǎn)速

2、無過載離心泵進行了較深入地研究，揭示了該泵主要幾何參數(shù)對其無過載特性的影響規(guī)律;經(jīng)綜合對比分析，提出了大型中比轉(zhuǎn)速礦用泵無過載優(yōu)化方案，完成了原型泵水力設(shè)計、仿真計算與數(shù)值分析。具體研究內(nèi)容如下:
　　1.模型泵性能預(yù)測和試驗驗證
　　采用凡方水力設(shè)計軟件建立模型，利用軟件Fluent對模型泵進行數(shù)值仿真計算和試驗，得到了模型泵的性能;數(shù)值計算結(jié)果與試驗結(jié)果基本一致，驗證了數(shù)值計算方法的可靠性。
　　2.揭示幾何參數(shù)對

3、中比轉(zhuǎn)速離心泵無過載性能的影響規(guī)律，得到了正交優(yōu)化方案
　　選取模型泵主要幾何參數(shù)β2、D2、z、b2、Dj、Ft、ψ，按照正交試驗設(shè)計方法確定試驗方案L18(37)，建立模型進行數(shù)值計算分析，獲得了各幾何參數(shù)對中比轉(zhuǎn)速離心泵無過載性能的影響規(guī)律，并根據(jù)分析結(jié)果提出了正交優(yōu)化方案。
　　3.研究并提出中比轉(zhuǎn)速無過載離心泵葉輪優(yōu)化設(shè)計公式，并進行了實例計算與驗證
　　根據(jù)無過載理論，結(jié)合經(jīng)典中高比轉(zhuǎn)速無過載離心泵的設(shè)計計

4、算公式，分析推導(dǎo)出中比轉(zhuǎn)速無過載離心泵葉輪的優(yōu)化設(shè)計計算公式;經(jīng)實例計算，驗證了優(yōu)化公式的準確性，并按優(yōu)化公式得到了新的設(shè)計方案。
　　4.提出了大型中比轉(zhuǎn)速礦用泵無過載最終優(yōu)化方案，完成了原型泵水力設(shè)計、數(shù)值仿真計算與分析。
　　通過對模型泵原始方案、正交優(yōu)化方案、優(yōu)化公式設(shè)計方案進行綜合對比分析，提出了大型中比轉(zhuǎn)速礦用泵無過載最終優(yōu)化方案;再根據(jù)相似理論，在換算出原型泵幾何參數(shù)的基礎(chǔ)上，完成了原型泵水力設(shè)計;最后建立模型