潜水电泵的节能技术研究

发布时间：2022-07-22 14:33

　　潜水电泵广泛应用于给水工程、农业灌溉领域中，其节能问题一直倍受关注。本文通过理论分析和数值计算方法，对潜水电泵内部流场进行了分析，研究提高潜水电泵水力效率的措施，预测优化改进后潜水电泵的节能效果；同时，提出潜水电泵配套电机和潜水电泵装置的运行节能措施。主要工作和研究结果如下：（1）理论分析潜水电泵叶轮和蜗壳的几个主要几何参数对潜水电泵性能的影响，得到提高潜水电泵的水力效率的措施。同时，分析了潜水电泵制造工艺性对潜水电泵性能的影响。（2）选择QDX15-8-0.55潜水电泵作为算例。采用Pro／Engineer软件对潜水电泵的叶轮和蜗壳的流道进行三维实体建模；采用FLUENT软件对模型进行数值计算。通过分析潜水电泵内部流场的静压分布和速度矢量分布情况，研究整个流场的水力损失分布。并研究该潜水电泵实际的完整流道的流场。（3）将该潜水电泵性能预测的结果与试验数据对比，验证数值计算预测水力性能的可靠性。并改变叶轮的几个主要几何参数，设计8个方案进行优化改进，通过数值计算验证理论分析所得结果。通过比较优化改进前后的水力效率-流量曲线，得到优化设计的节能效果。优化改进后潜水电泵的最高效率比改进前的... 

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 概述
    1.2 潜水电泵国内外发展简况
    1.3 CFD技术在流体机械中应用的发展
    1.4 本课题的意义
    1.5 本课题研究内容
第二章 潜水电泵水力设计的理论分析
    2.1 概述
    2.2 潜水电泵叶轮和蜗壳主要几何参数对其性能的影响
        2.2.1 叶片数Z的合理选择
        2.2.2 叶片进口安放角对泵性能的影响
        2.2.3 叶片出口安放角对泵性能的影响
        2.2.4 叶轮出口参数对泵性能的影响
        2.2.5 叶片的型线及流道的形状对泵性能的影响
    2.3 提高潜水电泵的制造工艺
    2.4 本章小结
第三章 潜水电泵内部流场的数值计算
    3.1 概述
    3.2 模型建立和GAMBIT前处理
    3.3 FLUENT数值计算
        3.3.1 选择求解器和运行环境
        3.3.2 确定计算模型
        3.3.3 设置边界条件
        3.3.4 设置算法和求解控制参数
    3.4 计算后处理及分析
        3.4.1 叶轮和蜗壳内部流场的静压分布分析
        3.4.2 叶轮和蜗壳内部流场的速度矢量分布分析
        3.4.3 隔舌处损失的分析
    3.5 QDX15-8-0.55潜水电泵的完整流道数值计算
    3.6 本章小结
第四章 潜水电泵的性能预测及优化设计
    4.1 概述
    4.2 潜水电泵效率的估算
        4.2.1 机械效率的估算
        4.2.2 容积效率的估算
        4.2.3 水力效率的预测
    4.3 QDX15-8-0.55潜水电泵的性能预测
    4.4 基于数值计算的潜水电泵优化设计
        4.4.1 改变叶片数
        4.4.2 增大进口安放角
        4.4.3 改变出口安放角
        4.4.4 增加叶轮出口宽度
        4.4.5 斜切叶轮外径
        4.4.6 修薄叶片出口背面
    4.5 优化改进后的QDX15-8-0.55潜水电泵
        4.5.1 改进后QDX15-8-0.55潜水电泵参数
        4.5.2 改进后潜水电泵数值计算及性能预测
    4.6 本章小结
第五章 提高潜水电泵效率的其他方法
    5.1 概述
    5.2 潜水电泵电机的功率、效率
        5.2.1 潜水电泵电机的功率
        5.2.2 潜水电泵电机的效率
    5.3 电机设计改进
        5.3.1 改进电机提高电机效率
        5.3.2 潜水泵和潜水电机的功率匹配
        5.3.3 潜水泵和潜水电机的效率匹配
    5.4 变频调速在潜水电泵节能中的应用
        5.4.1 潜水电泵调速运行的节能原理
        5.4.2 改变电机转速的方法
        5.4.3 变频调速在潜水电泵中的实际应用
    5.5 潜水电泵选型和运行
        5.5.1 潜水电泵的正确选型
        5.5.2 潜水电泵的合理应用
        5.5.3 潜水电泵装置的节能
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 研究工作的展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CFD技术改善低比速离心泵叶轮性能[J]. 朱荣升,付强,李维斌.  中国农村水利水电. 2006(04)
[2]变频调速在水泵节能技术中的应用研究[J]. 马新华,李娟,桑建国.  排灌机械. 2006(01)
[3]关于发展我国超高效率电机的一些考虑[J]. 秦和.  电机与控制应用. 2006(01)
[4]水泵叶轮车削系数的探索[J]. 王建刚.  排灌机械. 2005(01)
[5]CFD法设计轴流式油气混输泵初探[J]. 马希金,郭俊杰,吴蓓.  流体机械. 2004(07)
[6]变频调速技术在泵、风机上的节能应用分析[J]. 宋春霞.  伊犁教育学院学报. 2004(02)
[7]离心泵压水室内部流动数值模拟[J]. 曹树良,王万鹏,祝宝山.  江苏大学学报(自然科学版). 2004(03)
[8]异步电机效率和动态响应最优的组合控制[J]. 张惠萍,施火泉.  机电工程技术. 2004(04)
[9]改变叶轮出口宽度扩大离心泵性能范围[J]. 范宗霖,刘建军,王昕.  水泵技术. 2004(02)
[10]CFD Simulation of Hydrodynamic Characteristics in Stirred Reactors Equipped with Standard Rushton or 45°-Upward PBT Impeller[J]. 未作君,徐世民,元英进,许松林.  Chinese Journal of Chemical Engineering. 2003(04)



本文编号：3664786