旋喷泵集流管设计及其与转子腔内部流动模拟

发布时间：2020-11-09 01:54

　　 旋转喷射泵是近些年才发展起来的一种极低比转数泵，主要用在碳黑、食品、化工以及深井采矿系统中用以提供小流量高水头的稳定出流。旋喷泵工作原理比较特殊，结构简单，性能曲线稳定，维护方便。我国从九十年代末开始引进，目前国内对旋喷泵的研究还比较少，尤其是对集流管以及转子腔内部的流动状况研究更是一个空白。集流管是旋喷泵的重要的过流部件，它的设计的好坏直接影响到旋喷泵的效率。本文综合了国内对旋喷泵的研究，根据实际工况设计了多种模型并用数值模拟的方法对集流管及转子腔的内部流动进行了分析研究。 论文的一部分是集流管的设计及内部流动研究。集流管的设计参照了目前国内对集流管的研究并提出了一种改进型的集流管模型。利用DELPHI6.0设计了一个旋喷泵集流管的参数化设计软件。对集流管的三维粘性紊流模拟计算是建立在雷诺平均的Navier-Stokes方程的基础上，紊流封闭模型采用目前工程上应用比较广泛的模型，在靠近固壁区采用了标准的壁面函数法。数值方法上，先将控制方程转换到贴体坐标系下，然后对其进行有限差分离散。速度压力的求解方法采用速度压力耦合算法即SIMPLEC算法。通过对集流管的数值模拟，得出了集流管内部流动的速度场、压力场和湍动能的分布，通过分析速度、压力和湍动能的分布比较了各种模型的优劣，得出如下结论：对集流管的改型可以达到与原来集流管相同的水力性能；集流管的第一转弯处容易产生气蚀；集流管的扩散角一般在5度以内；集流管进口形状对其内部压力分布有较大影响。 论文的另一部分是对转子腔内部流动的数值模拟。由于转子腔是与叶轮一起高速旋转，其内部流动无法用试验的方法测出。集流管在转子腔中是静止的，其对转子腔内流动的影响直接关系到旋喷泵的水力性能。通过数值模拟，得到了转子腔内部流动的速度场、压力场和湍动能分布。得出如下结论：转子腔内部速度沿半径呈线性变化；转子腔在轴向上速度变化不大；转子腔内部的压力场是一致的；集流管进口处压力、速度、和湍动能变化比较大，应重点设计；集流管扩散段翼型对流动影响不大。
【学位单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2002
【中图分类】：TH38
【部分图文】：

泵的发展是从八十年代末期开始的[5]。首先是炭黑工业在生产线的改造时，要将原料油从喉管送入生产线要求泵有。温州有机化工厂根据国外的情况引进了旋喷泵，使用效泵应用到石油化工行业中，随着旋喷泵的推广，其特点和内出现了一批对其进行深入研究的学者。甘肃工业大学喷泵水力性能及设计方法的研究还被列为甘肃省中青年[7]。四川机械设计研究院的王成木等通过一系列的试验对了深入的研究，得出了一些重要的结论[8]。总之，国内对开始，有许多的问题还需要我们去探索。国内外发展动态

第一章 绪论转喷射泵进行了专题介绍，详细介绍了旋喷品的性能范围和所用的材料，并说明了旋喷景。他认为随着石油化工、化学工业、印染业到发展和应用。中石化北京设计院也专门对研究，详细列出了贝克休斯公司生产的三种旋工机械厂开始对旋喷泵进行调研，1991 年试制定，其中有两台泵在天津炭黑厂进行工业性考试验验证表明，旋喷泵的扬程和功率曲线都比8％，在近似的汽蚀裕量性能下旋喷泵的转速泵对于含气体和蒸汽的液体抽送性能不良，吸

喷泵的效率有很重要的影响。目前国内对集流管进行的重研究设计院的王成木教授对旋喷泵集流管和叶轮进行了换不同的集流管和叶轮得出了一些重要的结论。甘肃工业泵的效率和集流管的水力设计方法进行了探讨，给出了集参数的选择范围[18]。主要作用是：收集转子腔内的高速旋转的液体，并通过锥成压能，以使被输送的液体在管路中以能量损失最小的散段和直管段两段组成，目前国内出现的内部结构型式示。第一种型式的扩散段比较长，液体可以最大限度的其内部断面的变化比较复杂，流动状况也比较复杂，所引，并且加工制造的难度比较大。第二种型式的扩散段较分，但其内部断面变化比较简单，流动状况也很简单，流少，但因其流速高，其造成的损失究竟是哪个大，目前国
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本文编号：2875700