立式軸流泵進水偏轉的數值模擬與V3V測試.pdf

1、中圖分類號：UDC：工學碩士學位論文立式軸流泵進水偏轉的數值模擬與V3V測試碩士研究生：導師：專業(yè)：許健劉超教授水利水電工程揚州大學二。一六年六月許?。毫⑹捷S流泵進水偏轉的數值模擬與V3V測試摘要立式軸流泵作為一種成熟的泵型已在數百座大型泵站中得到了廣泛應用。立式軸流泵裝置具有運行穩(wěn)定、可靠性高、安裝檢修方便和投資省、維護費用少等優(yōu)點，并且在設計、制造及運行、管理等方面己積累了豐富的經驗。軸流泵葉輪進口水流流態(tài)對大型低揚程泵站的安全、穩(wěn)

2、定和高效運行具有很大影響。側向進水等非對稱布置進口形式，會引起水泵進口水流偏轉和喇叭管內產生回流及旋渦等不良流態(tài)，改變水泵的進水條件，惡化水泵的能量特性和汽蝕特性。過去對軸流泵裝置進口水流偏流問題已經做了一些研究，但研究并不深入，或研究手段單一，并不能很好地揭示軸流泵進口旋渦的產生機理及發(fā)展規(guī)律。對軸流泵進水部分流態(tài)的深入研究不僅具有重要理論意義，同時也具有一定的實用價值。本文采用數值模擬結合實驗研究手段對立式軸流泵裝置進口水流流動特性

3、進行研究，特別是針對對喇叭管內部旋渦的產生機理及發(fā)展規(guī)律進行分析。首先，對軸流泵裝置進行數值模擬計算，對計算結果進行分析比較不同的進水條件下泵裝置內部流動特性，重點分析喇叭管內部水流流動特性。然后以軸流泵試驗臺為基礎，對該泵裝置進行性能預測和試驗驗證。并采用國際先進的V3V非接觸性體三維測量技術對軸流泵裝置進口喇叭管內部區(qū)域進行流場測量，并將測量結果與數值計算分析得出結果進行對比分析。根據性能預測結果，無偏轉進水條件下進水流態(tài)較好，裝置

4、效率最高，達到7457％，正向偏轉進水條件與逆向偏轉進水條件下進水流態(tài)較差，裝置效率略低，分別為7339％和7366％；該立式軸流泵裝置的最高效率為7457％，此時流量為32L／s，揚程221m；根據外特性試驗結果，該立式軸流泵裝置最高效率約為7451％，此時流量為3349L／s，揚程為212m。數值計算與試驗測得數據接近。無偏轉進水條件下水流由進口平順地流向喇叭管方向，在進水池內有兩處明顯沿水流方向即沿進水池中軸線對稱的回流區(qū)域。有偏

5、轉進水條件下在運行工況范圍內會在進水池內產生表面旋渦，在喇叭管下方位置產生附底渦，在進水池后壁處產生附壁渦。表面旋渦隨水流延伸至葉輪室，對水泵運行產生不利影響。隨流量的增大，喇叭管附近的表面渦逐漸延伸至喇叭管內部與喇叭管內的附底渦匯合增強旋渦，隨水流流入葉輪室，引起機組振動，降低泵裝置效率。無偏轉進水條件下的軸向速度分布均勻度和速度加權平均角明顯優(yōu)于有偏轉進水條件，無偏轉進水條件下的水流流態(tài)優(yōu)于有偏轉進水條件下的水流流態(tài)，帶有切向分速度