立式多級筒袋泵首級葉輪內(nèi)部流動規(guī)律及水力性能研究.pdf

1、立式多級筒袋泵主要用于輸送低溫易汽化、對溫度變化比較敏感的介質(zhì)，因具有高汽蝕性能、高效率、可靠性好、壽命長、低噪音、占地面積小等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于諸多行業(yè)。當(dāng)前，對于立式多級筒袋泵的研究主要采用理論研究和試驗研究兩種方法，而缺少對于立式多級筒袋泵內(nèi)部流動的數(shù)值模擬分析研究。在立式多級筒袋泵中首級葉輪是其重要的水力元件，本研究中模型泵選擇首級采用雙吸葉輪、并在葉輪兩端加設(shè)誘導(dǎo)輪的立式多級筒袋泵，因其能夠滿足現(xiàn)場汽蝕性能的要求，故提高泵的水

2、力性能成為研究的首要任務(wù)。本文以立式多級筒袋泵首級葉輪為研究對象，利用數(shù)值模擬的方法，研究首級葉輪的幾何參數(shù)對泵內(nèi)液體的流動及水力性能的影響規(guī)律。主要研究內(nèi)容和成果如下:
　　(1)系統(tǒng)地分析立式多級筒袋泵數(shù)值模擬涉及的基礎(chǔ)理論，以及建立合理有效的立式多級筒袋泵CFD數(shù)值分析模型的基本流程。主要包括立式多級筒袋泵流體域的建模，對建立的流體域進(jìn)行網(wǎng)格劃分以及對流體域進(jìn)行邊界條件設(shè)定等前處理過程;給出數(shù)值模擬控制方程、離散格式，選擇合

3、理的湍流模型;明確離心泵性能預(yù)測原理等后處理方法。
　　(2)在不同流量工況下，基于CFD對300LDTN-200立式多級筒袋泵進(jìn)行定常數(shù)值模擬，分析了泵內(nèi)部流場流動規(guī)律，研究了300LDTN-200立式多級筒袋泵的水力性能，并對泵進(jìn)行試驗，通過試驗數(shù)據(jù)驗證了數(shù)值模擬的可靠性。
　　(3)在不同流量工況下，對不同葉片數(shù)的首級葉輪的計算模型進(jìn)行數(shù)值模擬，研究首級葉輪的葉片數(shù)對立式多級筒袋泵性能的影響，根據(jù)模擬結(jié)果計算揚(yáng)程和效率

4、值并得到性能曲線，分析了H-Q曲線和η-Q曲線的變化規(guī)律，得到了葉片數(shù)對立式多級筒袋泵揚(yáng)程和效率的影響規(guī)律。結(jié)果表明，在首級葉輪其他幾何參數(shù)不變的情況下，本文研究的300LDTN-200立式多級筒袋泵應(yīng)選擇的最優(yōu)葉片數(shù)為5。
　　(4)利用數(shù)值模擬，研究在不同流量工況下改變首級葉輪葉片包角對立式多級筒袋泵水力性能的影響，通過后處理方法得到壓力云圖，分析不同葉片包角情況下葉輪流道內(nèi)壓力的變化規(guī)律，并根據(jù)得到的H-Q曲線和η-Q曲線，

5、從曲線的走勢和變化率方面分析葉片包角對立式多級筒袋泵水力性能的影響，總結(jié)得到，在僅改變首級葉輪包角的前提下，300LDTN-200立式多級筒袋泵首級雙吸葉輪的最佳包角為130°。
　　(5)在不同流量工況下，利用數(shù)值模擬分析首級葉輪進(jìn)口邊寬度對立式多級筒袋泵水力性能的影響，得到了各進(jìn)口邊寬度的改型泵在不同流量工況下的壓力云圖，對比分析,總結(jié)出首級葉輪進(jìn)口邊寬度對液體流動的影響規(guī)律，通過H-Q曲線和η-Q曲線的變化，分析僅改變首級葉