离心泵压水室对无过载性能影响的研究

发布时间：2017-12-22 15:10

本文关键词：离心泵压水室对无过载性能影响的研究　出处：《浙江工业大学》2013年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：低比速离心泵,在大流量工况运行时,容易因为流量的增加导致原动机负载增加过度而烧毁；而无过载离心泵因其轴功率曲线具有极大值的特性,只要泵根据最大轴功率选配合适的原动机就可以避免过载现象。目前,国内外对无过载离心泵进行了一定的研究,研究主要集中在无过载叶轮上,离心泵压水室对泵无过载影响的研究相对较少。本文将以面积比原理为出发点,通过改变隔舌安放角、压水室断面面积、压水室断面形状对泵轴功率及水力性能进行对比分析,探究无过载离心泵压水室优化设计。主要的研究内容和成果如下： (1)在离心泵基本理论的基础上,以无过载性能为出发点,阐述了无过载离心泵饱和轴功率理论和面积比理论；推导了泵产生饱和轴功率的理论条件,分析了扬程曲线和轴功率曲线与面积比之间的内在关系。 (2)系统介绍了离心泵数值模拟涉及的基础理论和建立合理有效的CFD数值分析模型基本流程。主要包括流体域的建模、计算域的网格划分、计算模型的边界条件设定等前处理过程；数值模拟控制方程,离散格式、湍流模型、求解方法、动静耦合模型的选择等计算求解的基本理论和问题；离心泵性能预测原理等后处理方法。 (3)通过改变不同隔舌安放角,来改变压水室喉部面积,研究其对泵轴功率及水力性能的影响。结果表明,减小隔舌安放角,压水室喉部面积增大时,离心泵可以获得饱和轴功率性能,从而避免了过载,轴功率增加且轴功率曲线变得更加陡峭,扬程提高且扬程曲线变得平坦易出现驼峰,效率提高且最高效率点向大流量方向移动。 (4)通过改变蜗壳断面面积研究其对泵轴功率及水力性能的影响。研究表明：当断面面积增大时,轴功率增加且下降趋势稍变缓,虽有轴功率极值点出现,但仍有过载的可能；随着断面面积增加,扬程曲线变得平缓,泵在大流量区的效率有所提升,但泵在小流量工况运行时不论断面面积增加还是减小,泵效率都有较大的降低。 (5)通过对矩形截面、圆形截面、梯形截面三种蜗壳断面形状的模型泵进行研究,分析了其对泵轴功率及水力性能的影响。研究表明：断面形状对改善泵轴功率过载作用不明显,断面形状为圆形、梯形、矩形时,泵轴功率依次增加；圆形断面时泵最高效率点较梯形断面时右移,矩形断面时泵最高效率点较梯形断面时左移。 (6)对IH100-65-200型单级单吸离心泵及隔舌安放角为16。的改型泵进行了泵性能试验,验证了本文数值模拟准确性。试验表明：泵性能模拟结果和试验结果符合,在泵的正常工作范围内,模拟结果与试验结果的误差在5%之内。
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH311

【参考文献】