多元约束下多种叶片泵高效水力模型开发研究

发布时间：2020-04-29 14:49

【摘要】：泵在火电、核电和军工领域是非常重要的设备。随着国内计算流体力学(CFD)技术的使用逐渐成熟,叶片泵的水力模型的改进设计和效率提升具有了更大的可行性和便捷性,研发周期逐渐缩短,水力模型效率大幅提升。叶片泵按参数划分,可分为离心、混流和轴流,对于不同参数叶片泵统一的高效开发的方法研究比较少。总结多年水力模型的开发经验,共有技术为:高效叶轮开发匹配低损耗高匹配性定子件。为了验证方法的实用性,从沈鼓现有产品中选取离心、混流和轴流参数的水力模型,进行改进设计、CFD计算验证、CFD与试验对比验证和试验验证改进效果。选取的离心参数产品为凝结水泵,研究内容是次级离心叶轮和导流壳;选取的混流参数产品为军工某泵,主要研究内容是混流叶轮、导叶和压水室;选取的轴流参数产品为核电用小堆主泵,主要研究内容是轴流叶轮和导叶。应用美国的Concept NREC软件的Pumpal模块进行低维设计,获得原始叶轮和导叶等叶片类水力模型。应用成熟CFD软件NUMECA,对水力模型进行数值模拟。通过NREC软件的中Axcent模块对原始方案进行三维的改进设计,修改叶轮和导叶的型线,反复迭代后得出高效叶轮和导叶。同时,在选取的产品中,因工业系统需求,需要解决凝结水离心泵关闭点扬程、军工某混流泵低频段压力脉动幅值、小堆主泵宽工况等三元约束问题。本文开发的凝结水泵水力模型,在国家检测中心进行性能测试,效率和关闭点性能指标满足设计要求,达到国内领先的技术水平;军工某混流泵混流水力模型,对比分析验证,较原始方案有3个百分点的效率提高,低频段压力脉动幅值降低了近40倍,军用泵类产品在该领域取得重大突破;小堆主泵轴流水力模型,对比分析验证,较2012年南水北调项目~([1]),效率提高4.8个百分点,达到国际先进的技术水平。这三个项目能够增强公司的市场竞争力,打破国外对中国的技术垄断,带来可观的经济和社会效益。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH31

【参考文献】

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本文编号：2644695