基于CFD分析的多级离心泵全流道优化设计

发布时间：2024-02-20 12:58

　　本文主要研究中开式多级离心泵中叶轮、蜗壳、过渡流道各过流部件结构参数对离心泵扬程、功率和效率的影响,合理设计各关键参数,使离心泵的外特性曲线满足国家标准和设计要求。本文首先对单级离心泵水力效率和扬程优化计算方法进行研究,在水力损失模型的基础上提出了基于近似模型多目标优化计算方法。利用水力损失模型对单级离心泵叶轮和蜗壳的设计变量进行灵敏度分析,确定其关键设计变量。对比分析了基于水力损失法和近似模型法的精确性和有效性,还比较了三种不同近似模型的Pareto最优解,选择工作性能较好的单级叶轮。基于优化后的单级叶轮,优化单级叶轮与蜗壳的匹配性,消除单级离心泵扬程曲线的驼峰,综合考虑离心泵在大流量工况和小流量工况下的工作性能,选择最优的蜗壳面积比和蜗壳基圆直径。通过研究首级叶轮的空化现象确定吸水室和首级叶轮的结构。为减少中开式10级离心泵每级之间过渡流道的水力损失,设计合理的蜗壳扩散管、过渡部分,并优化次级叶轮与反次级叶轮以使扬程满足设计容量要求。根据CFD数值模拟计算分析,基于叶轮1和叶轮2的10级整台泵的扬程和效率各为827.42m,75.33%,826.71m,75.01%,都达到了国家标...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图３．１中开式丨０级离心泵优化方案??１７??

文?第三章基于近似模型的单级模型的单级离心泵性能预测研究??式多级离心水泵重要的过流部件，而叶轮作为唯一的能影响着离心泵的内部流动和工作性能［５１］，压水室、次级是依据与单级叶轮的良好匹配性能进行优化设计的，因计一直是离心泵研究领域中的重点。??１０级离心泵的设计要求是流量２?＝....

图3Z单变量对单级离心泵外特性值的影响曲线图

江大学硕士学位论文?第三章基于近似模型的单级离心泵性能预测研－２４??０．８？?＾?ｔ?■．?．?■．?．?．．?＞?■?Ｉ?．?■?■?＞?．?ｔ?＞?．?＞?■?＾．?１１．?＞．?■?１１?．?．－９０－２４??０．７８．－￣?－?－?－?ｓ?＊?——?－ｒ－?－?－?－?....

图３．３设计变量灵敏度分析??根据灵敏度分析，知叶轮出口直径、叶片出口宽度６、叶片出口安放角爲对扬程??

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图３．４某型号离心泵水力模型前后视图??２３??

偏＿?｜?｜??－ＩＳＪＦｉｉｉｌ，?８１??图３．３设计变量灵敏度分析??根据灵敏度分析，知叶轮出口直径、叶片出口宽度６、叶片出口安放角爲对扬程??和水力效率综合影响最大，蜗壳面积比Ｆ和蜗壳基圆直径￡＞，单独对扬程影响较大，对??效率影响不大，而其他设计变量对离心泵的效率和扬程....

本文编号：3904200