高效離心泵優(yōu)化設(shè)計(jì)及其試驗(yàn)研究.pdf

1、離心泵一般由吸入室、葉輪、壓水室等過(guò)流部件組成，工作液體通過(guò)吸入室進(jìn)入葉輪，而后離開(kāi)葉輪進(jìn)入壓水室，最后經(jīng)擴(kuò)散段出口排出，泵的揚(yáng)程主要由液體經(jīng)過(guò)葉輪的高速旋轉(zhuǎn)的離心力做功產(chǎn)生的。離心泵的運(yùn)用非常廣泛，我國(guó)的離心泵運(yùn)行效率和國(guó)外的平均水平相比低5％～8％，節(jié)能潛力巨大，因此提高離心泵的性能和效率，對(duì)全國(guó)的節(jié)能降耗以及建立節(jié)能型社會(huì)具有深遠(yuǎn)的意義。
　　本文簡(jiǎn)述了離心泵的發(fā)展歷程以及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)離心泵的主要設(shè)計(jì)方法、數(shù)值

2、模擬方法和優(yōu)化方法進(jìn)行了分析和研究?，F(xiàn)代離心泵的設(shè)計(jì)，不僅要考慮到提高效率以及減小損失，還需要考慮到設(shè)計(jì)制造的成本和周期等各方面因素，因此需要借助于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造等手段，從計(jì)算流體力學(xué)和流動(dòng)控制方程等方面去分析離心泵的水力學(xué)特性，才能更好的研制出性能優(yōu)秀的高效率離心泵。
　　根據(jù)離心泵的特點(diǎn)對(duì)葉輪和壓水室進(jìn)行水力設(shè)計(jì)，然后運(yùn)用三維建模軟件對(duì)離心泵的流道進(jìn)行三維實(shí)體建模，再采用網(wǎng)格生成軟件對(duì)離心泵的流道進(jìn)行網(wǎng)格劃分，

3、最后使用數(shù)值模擬計(jì)算軟件設(shè)置邊界條件對(duì)離心泵全流道進(jìn)行數(shù)值模擬。根據(jù)數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果對(duì)各工況下葉輪和壓水室內(nèi)部流場(chǎng)的壓力和速度分布規(guī)律以及外特性曲線進(jìn)行分析，結(jié)果表明對(duì)于離心泵而言，葉輪是決定整泵水力性能優(yōu)劣的關(guān)鍵性部件，因此需要針對(duì)葉輪進(jìn)行優(yōu)化研究。
　　利用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法，建立起4因素3水平的正交試驗(yàn)表，對(duì)9種設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案分別進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，從計(jì)算結(jié)果繪制出的正交分析表中可知:影響葉輪水力性能的主次因素從大到小順序依次為葉片

4、數(shù)、包角、葉片進(jìn)口沖角以及葉片出口角。本文針對(duì)最優(yōu)葉輪水力模型對(duì)其進(jìn)行建模和數(shù)值計(jì)算，分析其在不同工況下葉輪和葉片流道內(nèi)的壓力和速度分布規(guī)律。
　　在通過(guò)正交試驗(yàn)法得出的影響葉輪水力效率的因素中，選取對(duì)其影響較大的兩個(gè)因素進(jìn)行深入研究，在保持其他參數(shù)不變的前提下，分別改變?nèi)~片數(shù)和包角重新繪制模型并進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，通過(guò)計(jì)算得到的性能曲線和內(nèi)部流場(chǎng)分布規(guī)律進(jìn)一步分析兩者對(duì)離心泵性能的影響，同時(shí)驗(yàn)證正交試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可行性。
　　在