高速部分流泵的內(nèi)部流場模擬及性能預(yù)測.pdf

1、部分流泵是一種小流量高揚(yáng)程特殊離心泵，也叫切線泵，與一般離心泵相比，其流量—揚(yáng)程特性曲線平坦，即能達(dá)到變流恒壓效果，解決了一般離心泵小流量超壓的問題。 目前，部分流泵的設(shè)計(jì)理論還不完善，小流量高揚(yáng)程的低比轉(zhuǎn)速部分流泵取得了一些成功的經(jīng)驗(yàn)。隨著城市中的高層、超高層建筑大量涌現(xiàn)，對超壓有嚴(yán)格要求的消防泵，以及石油、化工等工業(yè)新項(xiàng)目的選型和舊機(jī)組的擴(kuò)容，均需要大流量高揚(yáng)程部分流泵。 如何使大流量高揚(yáng)程部分流泵也具有平坦的流量—

2、揚(yáng)程特性曲線，針對此問題，文中以一具體的大流量高揚(yáng)程消防泵為研究對象，開展了內(nèi)部流場的研究和性能預(yù)測。 首先，通過將原設(shè)計(jì)部分流泵外特性的預(yù)測值與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比分析，驗(yàn)證了采用CFD技術(shù)模擬部分流泵內(nèi)部流場、預(yù)測其性能是可行的，并具有一定的精度。 其次，鑒于原設(shè)計(jì)泵流量揚(yáng)程曲線陡降度未滿足設(shè)計(jì)要求，對其內(nèi)部流場進(jìn)行了分析，并找出其存在的主要問題。在此基礎(chǔ)上，對葉輪、蝸殼的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了多方案改進(jìn)，并對改進(jìn)后的各模型進(jìn)行

3、了模擬計(jì)算?；谀M計(jì)算結(jié)果，對各模型泵的內(nèi)外特性進(jìn)行了對比分析，探討了葉輪、蝸殼的結(jié)構(gòu)形式對部分流泵性能的影響。研究表明：1）矩形螺旋蝸殼能夠明顯提高泵的揚(yáng)程和效率，并使流量—揚(yáng)程特性曲線趨于平坦；2）斜葉片葉輪會(huì)降低泵的揚(yáng)程系數(shù)，增大揚(yáng)程特性曲線的陡降度；3）復(fù)合葉輪能夠提高泵的揚(yáng)程，同時(shí)泵的效率也能夠得到保證，并且能使泵的流量—揚(yáng)程特性曲線變得更為平坦。 最后，通過將最佳泵型外特性的預(yù)測值與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行對比分析，驗(yàn)證了該泵研

4、制成功。得出對大流量高揚(yáng)程部分流泵進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不適宜采用目前通用的設(shè)計(jì)小流量部分流泵的方法，可參考如下結(jié)論： （1）當(dāng)n，=56左右時(shí)，揚(yáng)程系數(shù)可超過0．7進(jìn)行選??； （2）由于流量大，喉部流速系數(shù)的選取應(yīng)低于0．6； （3）取Z=8的直葉片葉輪配矩形螺旋蝸殼比較合適。 文中的研究工作不僅對部分流泵的水力設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了擴(kuò)充，拓寬了部分流泵的使用范圍和結(jié)構(gòu)形式，而且在工程中得到了實(shí)際運(yùn)用，帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)