深井泵非定常水力特性与流动诱导噪声研究

发布时间：2020-09-17 17:37

　　 深井泵是在水下运行、作业的一种泵,其外形小巧,结构简单,被广泛应用于农田排灌、工矿生产、油气输送和城市给排水等领域。其运行过程中叶轮与导叶间的动静干涉效应会导致流道内出现强烈的湍流脉动现象,严重影响泵的运行稳定性,还会诱发振动和噪声,影响泵的使用寿命。为研究深井泵的非定常水力特性及流动诱导噪声特征,本文以MJ157-130型深井泵为研究对象,进行了数值模拟,分析其内部非定常流动特性、压力脉动以及内场流动诱导噪声特性,主要研究内容及所得结论如下:1.深井泵内流场非定常特性分析对流场时均分布特性分析结果表明,不同工况下叶轮和导叶内部压力变化趋势基本相同。随流量的增大,导叶出口的压力逐渐减小;导叶叶片工作面附近存在低速“脱流区”,随着流量的增大,“脱流区”面积逐渐减小并向出口移动,在大流量工况下,低速“脱流区”消失;湍动能最大的位置位于动静叶栅的交界面附近区域,但不同工况下其分布规律有明显不同。对流场脉动强度分析结果表明,不同工况下,流道内的压力脉动强度整体上呈先增大后减小的趋势,脉动强度最大值均出现在叶轮与导叶的交界面附近;导叶进口区域速度脉动强度最明显;不同工况下,湍动能脉动强度分布差异较大,随流量的增大,交界面的脉动强度幅值逐渐增大。各工况下,叶轮内的流线分布均非常均匀,没有漩涡产生;但导叶流道内的流线分布规律有明显的不同,小流量工况下,导叶内部存在明显的漩涡,随着流量的增大,流动状况得到改善。2.深井泵内部流场压力脉动特性分析分析了计算域内4个过流部件不同位置的压力脉动时域与频域特性,发现进口段监测点的脉动时域变化规律性较弱;不同工况下,随着流量的增大,压力整体下降;各工况下,压力脉动主频及谐频在泵轴频的倍频处。叶轮内不同位置监测点的压力脉动在一个叶轮旋转周期内均出现与导叶叶片数相同数目的相似波形,其脉动主频为导叶叶频。导叶不同位置监测点的压力脉动在一个叶轮旋转周期内均出现与叶轮叶片数相同数目的相似波形,其脉动主频为叶轮叶频。出口段监测点的脉动时域变化规律性比较弱,各工况下压力脉动主频在泵轴频的倍频处,同时也在叶轮叶频及其倍频处。3.深井泵内场的诱导噪声特性叶轮诱导噪声主要为离散噪声,主频为轴频。导叶诱导噪声既有离散噪声又有宽频噪声,离散噪声主频为叶轮叶频。
【学位单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TH38

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本文编号：2821013