250S-39雙吸泵性能預測及優(yōu)化設計.pdf

1、國民經(jīng)濟的發(fā)展對離心泵的研究和制造提出了新課題，動力機和傳動技術(shù)的發(fā)展促進了離心泵效率和轉(zhuǎn)速的提高，對離心泵的性能要求也在諸多方面日益提高，離心泵需要適應日益廣泛的應用領域、提高效率、節(jié)約能源，要滿足上述要求，離心泵在研究、設計和制造上需要有新的突破。近十年來，CFD數(shù)值模擬技術(shù)在模擬離心泵內(nèi)部流動中得到了成功的應用。將CFD數(shù)值模擬技術(shù)和優(yōu)化設計方法有效結(jié)合，不僅能揭示離心泵內(nèi)部的流場特性，而且能縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期和提高產(chǎn)品的性能，這

2、已經(jīng)成為一個新的發(fā)展方向。
　　 本文的主要研究內(nèi)容包括：
　　 1．對計算流體動力學的發(fā)展現(xiàn)狀、CFD數(shù)值模擬技術(shù)在離心泵設計研究中的應用情況以及離心泵優(yōu)化設計方法的發(fā)展情況進行了綜述。
　　 2．通過Pro/E軟件構(gòu)建了250S-39雙吸離心泵的三維整機水力模型，運用GAMBIT對該模型進行了網(wǎng)格劃分。在分析和比較數(shù)值模擬中各種湍流模型和計算方法后，以最高精度為前提確定了適合本文雙吸離心泵的數(shù)值模擬設置方式，

3、利用FLUENT對該離心泵進行了整機非定常數(shù)值模擬。
　　 3．在比較分析了現(xiàn)今較為普遍應用的幾種離心泵圓盤摩擦損失和容積損失計算方法的基礎上，擇優(yōu)選取了其中一種方法對數(shù)值模擬結(jié)果進行修正，并得到了離心泵在九個工況下的性能參數(shù)。對比泵試驗數(shù)據(jù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：非定常數(shù)值模擬的預測精確度較高，設計點的揚程誤差僅為0.15％，軸功率誤差為1.16％，效率誤差為1％。之后，繪制了泵特性曲線，并對關鍵過流部件的內(nèi)流場進行深入的分析。
　

4、　 4．通過翻閱大量文獻，對圓盤摩擦損失、容積損失以及葉輪內(nèi)各項水力損失的計算公式進行了整合與修改，根據(jù)最終分析結(jié)果表明，整合修改后的公式預測精確度相對還是比較高的，這也給其他離心泵設計者提供了一個參考。
　　 5．在以上分析的基礎上，提出了泵的性能優(yōu)化方案。在優(yōu)化過程中，真實分析了葉輪內(nèi)各項損失，而后綜合各項損失，通過LINGO編寫程序，以葉輪內(nèi)總損失最小確定葉輪相關尺寸。重新建立三維水力模型，并再次運用非定常數(shù)值模擬手段對