常速小流量高扬程切线泵关键几何参数的探讨

发布时间：2020-10-16 08:31

　　切线泵由于在小流量超低比转速下的性能优势,逐渐应用于民用工业和消防领域。同时有关切线泵的研究也逐渐从高转速逐渐转移到常规转速,使得切线泵在较大范围内得到推广和应用。本研究从水力设计入手探讨切线泵的水力设计基本原理和方法。按照设计要求的特性参数来选取已有模型泵(QX2×130-7)作为研究对象,通过切线泵数值模拟方法的研究,对比分析定常与非定常情况下数值模拟结果与实验值,得出非定常数值模拟与实验值较接近和数值模拟可靠性的结论。并以此为依据,根据非定常的数值模拟方法改变模型泵的单个参数如：喉部直径,蜗壳断面形状及轴侧和盘侧间隙等,对模型切线泵瞬时的流量特性曲线、内部流场流动特性进行分析； 1.研究模型泵(QX2×130-7),通过计算并对比分析模型泵在小流量范围内的外特性,并与模型泵外特性值进行了对比,得出非定常模拟方法在小流量范围内更适应于切线泵内部流场分析的结论。 2.在小流量(0m3/h-1.5Qdm3/h)范围内对模型泵瞬时特性进行捕捉分析,发现模型泵具有非定常特征,且在一定的流量范围内,随着流量的增加,瞬时外特性变化较大,非定常特性明显增强。 3.在改变模型泵喉部直径的条件下,通过分析发现：近出口的流道对泵性能具有较大影响,一定流量范围内该区域流量越大轴功率越大；叶轮蜗壳的相对位置对外特性具有较大影响,瞬时扬程和瞬时效率随着叶轮旋转呈现周期性变化规律。 4.一定流量范围内,当喉部直径在0.8倍模型喉径以下时,扬程效率下降较快；当喉部直径高于1.4倍模型泵喉径时,扬程效率略高于设计工况下扬程值,但增长幅度不大。喉部直径大小决定流量截止点位置,喉径越大截止流量越大。 5.一定流量范围内模型泵仅改变蜗壳断面形状时,圆形截面涡壳比矩形截面平均效率要高0.63%-3.1%,梨形截面涡壳的平均效率最低值比圆形截面涡壳低1.0%,最高的值比圆形截面涡壳高1.2%。而平均轴功率则相差不大。涡室截面形状对性能影响不大,可根据结构和制造方便来选择。 6.一定流量范围内盘侧间隙和盖侧间隙相等的理想状况下,随间隙增大平均扬程、平均效率及平均轴功率都具有不同程度的下降。当间隙大于0.3mm后,扬程下降幅度明显增大。
【学位单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2010
【中图分类】：TH311
【部分图文】：

切线泵,实体图,叶轮,结构示意图

过流件的几何参数。亦即设计的关键在于选取扬程系数甲和流量系数f。根据对国外研究资料的统计，甲二0.6一0.715]，f二0.6一0.816}。图1.2(a)和(b)分别是切线泵的结构示意图和叶轮实体图。(a)图1.2切线泵的结构示意图和叶轮实体图对比切线泵和常规的离心泵(即全流泵)结构上具有有明显差别:l)常规离心泵的叶片一般空间扭曲叶片，涡壳是根据动量守恒原理和环量相等设计的螺旋形涡壳，涡壳形状是沿螺旋线方向涡壳通流面积逐渐增大的2)切线泵大部分没有采用螺旋形壳体，而是采用同心环形壳体。圆锥形集液器实现动扬程向静扬程的转化;而且叶轮形状是开式径向叶轮，叶片呈直线放射状，进出口角均为90“，这种直叶片容易制造出能经受高速运转的刚性强的叶轮闭。两种泵在结构的差异导致了两种泵的应用范围、流动特点的不同。1.1.2切线泵的工作原理如图1.3所示，切线泵的过流部分由吸入室、叶轮流道、涡壳和扩散管组成。切线泵叶轮是完全开式的

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高速条件下运行，密封端面的相对滑动速度大，不可避免地会增，在使用过程中，会出现密封使用寿命短、泄漏严重等问题。、抽空和断流问题速越高，其抗汽蚀性能必然越低，因此容易发生汽蚀现象，导致法满足实际生产的要求，更严重者会出现抽空和断流问题。因此到泵进口压力的限制，在进口管路或装置压力比较低的地方，高。的可靠性和安全性问题大多应用于石油、化工和消防等领域，其可靠性和安全性是最关的高速泵由泵壳、增速箱(包括高低速齿轮、轴和轴承等)、泵端诱导轮和泵壳扩压器等)和密封体(包括机械密封和辅助密封系统速泵比普通的常速离心泵的结构要复杂得多，导致整个系统的。主要故障有以下几点:齿轮故障;润滑油系统故障;叶轮故障械密封故障等。图1.5体现了以高速切线泵为例的各种故障模式。

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