多级离心泵的优化设计及汽蚀性能研究

发布时间：2017-08-15 00:16

  本文关键词：多级离心泵的优化设计及汽蚀性能研究

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【摘要】：多级离心泵是目前应用非常广泛的工业泵之一，对其性能的优化改造意义重大。多级泵的汽蚀性能一直是影响的泵稳定运行的重要指标。汽蚀现象会带来能量特性的下降，机器振动和噪声，破坏过流部件等多种问题。如何有效的优化并预测的预测汽蚀性能，是多级泵汽蚀研究的重要方向。随着CFD技术在水力机械内流模拟的应用日益成熟，CFD软件成为了优化设计的重要辅助工具。利用湍流模型和空化模型的结合，使数值模拟研究泵的汽蚀流动成为可能。 本文采用ANSYS CFX软件中的标准的k-ε湍流模型和Rayleigh-Plesset空化模型，预测了多级泵的汽蚀性能。在大量的理论和经验基础上，提出了优化改进方案。针对吸水室，改进了其整体结构，提出了对称半螺旋型的结构，通过理论和数值模拟研究了新型吸水室内部流动情况，探讨了吸水室对首级叶轮的影响。针对首级叶轮，改进了其部分结构参数，主要包括进口安放角，叶片轴面轮廓线，叶片头部形状等。通过理论分析了各参数对汽蚀余量的影响，通过数值模拟分析了改进前后叶轮内部汽蚀流动的变化，并得到了两者的能量特性和汽蚀特性曲线。 研究表明，，对称半螺旋结构的吸水室不仅减小了水力损失，而且对叶轮的入口流场有显著改善；改进后的首级叶轮头部冲击损失减小，明显延缓了汽蚀初生，且叶片上的空泡分布区域变小，在多种工况下都有优于原始模型的表现。优化后整体模型的效率和临界汽蚀余量都有显著改善。
【关键词】：多级离心泵 吸水室 首级叶轮 汽蚀性能 数值模拟
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH311
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 1 绪论7-13
• 1.1 课题背景7
• 1.2 国内外研究进展7-12
• 1.3 本文研究内容12-13
• 2 数值模拟的理论及方法13-23
• 2.1 数值模拟的理论13-17
• 2.2 数值模拟的方法17-22
• 2.3 小结22-23
• 3 吸水室的优化改造方法23-33
• 3.1 环形吸水室结构特点分析23-24
• 3.2 对称半螺旋形吸水室的水力设计24-28
• 3.3 新型吸水室的水力性能分析28-30
• 3.4 新型吸入室对首级叶轮内流的影响30-32
• 3.5 小结32-33
• 4 首级叶轮的优化改造方法33-48
• 4.1 提高叶轮汽蚀性能的方法研究33-38
• 4.2 叶轮的优化策略38-41
• 4.3 叶轮汽蚀性能的数值模拟41-46
• 4.4 小结46-48
• 5 总结与展望48-50
• 5.1 总结48
• 5.2 展望48-50
• 致谢50-51
• 参考文献51-53

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1 吴昱;朱祖超;;利用引射结构提高离心泵的汽蚀性能[A];第二届全国流体传动及控制工程学术会议论文集（第三卷）[C];2002年

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5 朱晓斌;;水力机组过流部件抗磨损、汽蚀技术研究[A];全国大中型水电厂技术协作网技术交流文集（十三）水电厂改造专集[C];2010年

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本文编号：675410