葉輪幾何參數(shù)對離心泵內(nèi)部流動影響的研究.pdf

1、引黃工程作為一項重大的民生工程，對經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，黃河因流經(jīng)黃土高原，攜帶大量泥沙，成為世界上含沙量最多的河流，黃河提灌用泵在運(yùn)行時，因水中含有大量泥沙，對泵過流部件造成嚴(yán)重的磨損破壞。經(jīng)過多年對黃河水力提灌所用離心泵的現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，以球墨鑄鐵為材料的離心泵葉輪在運(yùn)行3000~4000h，工作性能就急劇下降，迫使停機(jī)檢修。在檢修過程中發(fā)現(xiàn)，葉輪葉片表面有劃痕，在葉片進(jìn)口靠近前蓋板位置出現(xiàn)嚴(yán)重的穿孔破壞現(xiàn)象。并且發(fā)現(xiàn)葉片穿孔是

2、從工作面向背面穿孔破壞的。
　　針對1200S56型三種不同葉片入口安放角的雙吸離心泵在實(shí)際運(yùn)行過程中出現(xiàn)的葉輪入口局部穿孔破壞現(xiàn)象。本課題以1200S56型雙吸離心泵為研究對象，通過Fluent數(shù)值模擬軟件對離心泵清水和含沙水介質(zhì)進(jìn)行數(shù)值模擬，通過對比分析葉輪流道內(nèi)的徑向速度和壓力云圖，研究不同葉片入口安放角對對離心泵葉輪進(jìn)口穿孔破壞現(xiàn)象的改善。為數(shù)值預(yù)測葉輪流道內(nèi)部流動規(guī)律找到更為有效的方法。通過對以上研究得出如下結(jié)論：

3、>　?。?）通過對比清水和含沙水在相同工況下的徑向速度和壓力云圖發(fā)現(xiàn)，清水時的負(fù)徑向速度值要比含沙水時的負(fù)徑向速度值大，而離心泵在實(shí)際運(yùn)行過程中，在相同的運(yùn)行時間內(nèi)，含沙水對離心泵葉輪的破壞要比清水時嚴(yán)重得多，說明含沙水中的沙粒對離心泵葉輪入口的穿孔破壞起著重要作用。
　　（2）大流量工況下葉輪流道內(nèi)的負(fù)徑向速度和局部低壓位置重合，葉輪脫流位置出現(xiàn)局部低壓與葉輪背面出現(xiàn)局部低壓值相近,與離心泵葉輪實(shí)際運(yùn)行過程中產(chǎn)生的穿孔破壞位置一

4、致。通過分析葉輪破壞形式發(fā)現(xiàn)，葉輪時從工作面向背面穿孔破壞，說明離心泵葉輪入口出現(xiàn)的穿孔破壞主要是由于脫流引起的紊動沖擊磨損造成的。
　?。?）通過對比不同葉片安放角時的離心泵葉輪流道內(nèi)的徑向速度和壓力分布圖可以發(fā)現(xiàn)，改變?nèi)~片入口安放角可以改變?nèi)~輪流道內(nèi)的流動狀態(tài)。對于確定的流量有一個合適的葉片入口安放角，但是葉輪入口仍然會出現(xiàn)負(fù)徑向速度，這是因為在葉輪入口位置出現(xiàn)了軸向旋渦。
　?。?）沙粒直徑和沙粒濃度對離心泵輸送含沙水