低比转速无过载排污泵优化设计及实验研究

发布时间：2021-10-20 05:57

　　低比转速排污泵广泛应用于城市排污及一些国家重大战略工程。但由于传统排污泵存在效率低、污物通过能力弱及容易过载等问题,严重制约着行业的发展。因此,本文在国家“863”计划项目资助下,基于理论分析、数值计算与实验研究相结合的方法,对低比转速无过载排污泵的设计方法与内部流场结构进行了系统的研究。本文的主要研究内容和取得的主要创造性成果有：1.通过对低比转速离心泵的设计理论、无过载离心泵及排污泵设计方法的研究,首次分析并总结出影响低比转速无过载排污泵功率曲线的关键因素,即叶片流道进出口有效过流断面面积比。通过采用收缩型流道设计方法设计排污泵叶轮,试验表明,其效率指标超过国家标准5个百分点,且功率曲线出现了明显的极值点。2.设计了叶片流道进出口有效过流断面面积比F2/F1小于1、等于1和大于1的三种排污泵叶轮。同时进行了泵段改造与PIV试验台搭建。3.采用六面体结构化网格对全流场进行了非定常数值计算,研究了不同面积比叶轮对外特性、内部流场结构及压力脉动的影响。结果表明只有采用收缩型流道设计的叶轮取得了较好的无过载特性,但由于叶片出口排挤系数大,造成蜗壳内部压力脉动较大。4.外特性实验与PIV内部... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：152 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 低比转速离心泵
        1.2.2 无过载离心泵
        1.2.3 低比转速离心泵驼峰区
        1.2.4 叶轮与蜗壳的匹配性研究
        1.2.5 实验研究
    1.3 本文主要研究内容
第二章 低比转速无过载排污泵的水力设计与试验台搭建
    2.1 低比转速无过载排污泵叶轮的设计方法
        2.1.1 低比转速叶轮的特性及设计方法
        2.1.2 无过载离心叶轮的特性及设计方法
        2.1.3 离心式排污泵叶轮的特性及设计方法
    2.2 低比转速无过载排污泵设计方法总结
        2.2.1 低比转速无过载排污泵叶轮设计
        2.2.2 低比转速无过载排污泵蜗壳设计
        2.2.3 设计实例
    2.3 试验台的搭建
        2.3.1 水箱的设计
        2.3.2 泵段设计
        2.3.3 外特性测量设备选用
    2.4 本章小结
第三章 不同形式叶轮的数值计算与PIV实验研究
    3.1 不同形式叶轮的数值计算
        3.1.1 几何模型
        3.1.2 网格划分
        3.1.3 计算方法
        3.1.4 外特性预测结果
        3.1.5 内流场预测结果对比
        3.1.6 压力脉动
    3.2 不同形式叶轮的实验研究
        3.2.1 PIV测试系统
        3.2.2 实验结果
    3.3 本章小结
第四章 不同基圆直径蜗壳对超厚叶片叶轮的影响
    4.1 不同基圆直径蜗壳与超厚叶片叶轮的数值计算
        4.1.1 不同基圆蜗壳的物理模型
        4.1.2 数值计算结果
    4.2 不同基圆直径蜗壳与超厚叶片叶轮的实验研究
        4.2.1 外特性实验
        4.2.2 PIV实验
    4.3 本章小结
第五章 叶轮进出口面积比对叶轮性能的影响
    5.1 相同出口安放角下面积比的影响
        5.1.1 水力模型设计
        5.1.2 数值计算
    5.2 不同出口安放角下面积比的影响
        5.2.1 小出口安放角
        5.2.2 大出口安放角
    5.3 叶轮进出口面积比对叶轮性能的影响规律
    5.4 工程实例
        5.4.1 工程实例一
        5.4.2 工程实例二
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 研究总结
    6.2 发展展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文及参加的科研工作
致谢



本文编号：3446377