压水室扩散段断面面积变化规律对离心泵性能影响的研究

发布时间：2017-10-13 05:38

  本文关键词：压水室扩散段断面面积变化规律对离心泵性能影响的研究

  更多相关文章： 离心泵 压水室 扩散段 断面面积 数值模拟 试验研究

【摘要】：效率是离心泵最重要的性能指标之一,离心泵运行时压水室内的水力损失较大,会严重影响其工作效率。压水室扩散段是离心泵的主要过流部位,从扩散段进口断面至出口断面,存在着断面面积不断增大和断面形状由不规则逐渐过渡为规则的双重变化。扩散段的传统设计方法在结构形式上只注重其断面形状的光滑过渡,忽略了断面面积按不同规律增大时造成水力损失对泵性能的影响。因此,本文以压水室扩散段为研究重点,通过理论分析、数值模拟以及试验研究相结合的方式,深入研究离心泵压水室扩散段断面面积变化规律对其性能的影响,所做的主要工作和取得的成果如下:1.系统分析国内外离心泵水力蜗壳的研究现状和离心泵数值模拟的基础理论,通过对模型泵IS50-32-125进行定常数值计算,详细给出离心泵流体域建模、网格划分以及数值模拟的全过程。2.对离心泵蜗壳内水力损失模型进行理论分析和计算,提出压水室扩散段断面面积均匀增大的L型变化规律和和非均匀增大的U型、N型变化规律。通过分析与计算,给出半圆形进口扩散段断面面积按3种变化规律实现压水室造型的数学模型和非半圆形进口扩散段断面面积按3种变化规律实现压水室造型的方法。3.选取3台典型模型泵,在设计工况下,分别对其扩散段断面面积均匀增大的L型变化规律和非均匀增大的U型、N型变化规律进行数值计算以及对离心泵的内、外特性进行分析,结果表明:在设计工况下,L型扩散段断面面积变化规律是最佳规律,相对于U型规律,3台模型泵的扬程最大可提高1.26%,平均提高0.74%,效率最优可提高0.62%,平均提高0.51%。4.针对3台模型泵,分别在小流量和大流量工况下进行数值计算,得出各模型泵在3种扩散段断面面积变化规律下的性能曲线。通过对离心泵内流场速度矢量与性能曲线特征分析,结果表明:传统压水室扩散段的设计方法其内部水力损失更大,不同工况下3种扩散段断面面积变化规律对泵性能的影响不一致,但整体上,压水室扩散段断面面积按L型规律变化时,离心泵扬程、效率更高,即压水室扩散段断面面积均匀增大时离心泵的性能最佳。5.在数值模拟结果的基础之上,对压水室扩散段断面面积均匀增大的模型泵进行试验研究。结果表明:在设计工况下,离心泵的扬程提高1.14%,效率提高0.52%。数值模拟研究与试验研究的结论一致,研究方法合理,结论准确。
【关键词】：离心泵 压水室 扩散段 断面面积 数值模拟 试验研究
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH311
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 国内外研究进展及现状12-15
• 1.2.1 离心泵数值模拟现状12-13
• 1.2.2 离心泵实验研究现状13-14
• 1.2.3 压水室流场测试进展14
• 1.2.4 压水室水力设计进展14-15
• 1.3 研究内容及技术路线15-16
• 1.3.1 研究内容15-16
• 1.3.2 技术路线16
• 1.4 本章小结16-18
• 第2章 离心泵内流场数值模拟分析18-31
• 2.1 离心泵流体域建模18-21
• 2.1.1 叶轮流体域建模19-20
• 2.1.2 蜗壳流体域建模20-21
• 2.1.3 进水管流体域建模21
• 2.2 网格划分及参数设置21-23
• 2.2.1 网格划分与无关性分析21-23
• 2.2.2 参数设置及边界条件23
• 2.3 离心泵内流场模拟计算23-29
• 2.3.1 计算前处理24-26
• 2.3.2 计算结果与分析26-28
• 2.3.3 计算结果后处理28-29
• 2.4 本章小结29-31
• 第3章 压水室扩散段断面面积变化规律研究31-43
• 3.1 压水室水力损失模型31-33
• 3.1.1 蜗形段水力损失31-32
• 3.1.2 扩散段水力损失32-33
• 3.2 扩散段断面面积变化规律33-36
• 3.2.1 扩散段的传统设计方法33-34
• 3.2.2 扩散段断面面积变化规律的优化设计方法34-36
• 3.3 不同断面面积变化规律的扩散段设计36-38
• 3.3.1 半圆形进口断面的扩散段设计37-38
• 3.3.2 非半圆形进口断面的扩散段设计38
• 3.4 模型泵压水室改型设计38-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第4章 扩散段断面面积变化对泵性能影响的数值研究43-58
• 4.1 计算模型与研究方案43-44
• 4.1.1 计算模型43-44
• 4.1.2 研究方案44
• 4.2 扩散段断面面积变化对泵性能的影响44-57
• 4.2.1 离心泵性能变化的外特性分析45-48
• 4.2.2 离心泵内部流场分析48-57
• 4.3 本章小结57-58
• 第5章 扩散段断面面积变化对泵性能影响的试验研究58-63
• 5.1 试验装置及方案58-60
• 5.1.1 试验装置58-59
• 5.1.2 试验方案59-60
• 5.2 试验结果与分析60-62
• 5.3 本章小结62-63
• 第6章 总结与展望63-65
• 6.1 总结63-64
• 6.2 展望64-65
• 参考文献65-68
• 致谢68-69
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果69

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 许术武,刘喜安,张素丽;用行列式精确计算断面面积[J];河北水利水电技术;2002年03期

2 龚文平;王道儒;;潮汐汊道均衡断面面积计算与稳定性分析中的问题——以海南陵水新村为例[J];热带海洋学报;2006年04期

3 何维华;关于改进某厂制造铸钢输心的意见[J];北京钢铁工业学院学报;1955年00期

4 ;[J];;年期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 王荣;压水室扩散段断面面积变化规律对离心泵性能影响的研究[D];浙江工业大学;2015年

，

本文编号：1023156