基于正交試驗(yàn)切線(xiàn)泵的優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、切線(xiàn)泵具有流量～揚(yáng)程曲線(xiàn)比較平坦、工作可靠等性能優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于石油化工、航空航天、消防等領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)許多學(xué)者對(duì)切線(xiàn)泵的研究也從常規(guī)轉(zhuǎn)速向高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)移，使得切線(xiàn)泵具有更加廣闊的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域。本文以切線(xiàn)泵WG211-10為研究對(duì)象，首先在泵試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)模型泵進(jìn)行外特性試驗(yàn)，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)并繪制外特性曲線(xiàn)圖，觀察曲線(xiàn)的變化情況，然后運(yùn)用CFD技術(shù)對(duì)模型進(jìn)行數(shù)值模擬，將模擬所得的結(jié)果和試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，以驗(yàn)證數(shù)值模擬策略的正確性。以此為基礎(chǔ)研究

2、切線(xiàn)泵內(nèi)流場(chǎng)的變化情況和關(guān)鍵幾何部件參數(shù)的變化對(duì)切線(xiàn)泵性能的影響；由于國(guó)內(nèi)目前所生產(chǎn)的切線(xiàn)泵與國(guó)外先進(jìn)水平在效率上有一定的差距，利用數(shù)值模擬和正交試驗(yàn)的方法，對(duì)切線(xiàn)泵WG211-10進(jìn)行優(yōu)化，以提高其效率。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)模型泵WG211-10進(jìn)行數(shù)值模擬，研究其內(nèi)流場(chǎng)發(fā)現(xiàn)：觀察速度場(chǎng)可以看出在葉輪葉片流道內(nèi)存在大量的漩渦，這是導(dǎo)致切線(xiàn)泵效率低的主要原因之一。⑵通過(guò)改變不同喉部直徑研究喉部面積對(duì)切線(xiàn)泵性能的影響發(fā)現(xiàn)：

3、喉部面積對(duì)切線(xiàn)泵的最大流量Qmax起決定性作用；喉部面積對(duì)切線(xiàn)泵的效率也有一定的影響，該泵型在喉部直徑取10mm時(shí)有較高的效率。⑶流量系數(shù)是設(shè)計(jì)切線(xiàn)泵的主要參數(shù)之一，為了保證泵在運(yùn)行時(shí)既要有較高的效率，又不超過(guò)截止流量，流量系數(shù)的取值應(yīng)在0.75～0.8之間取值。⑷葉輪葉片和蝸殼之間的間隙對(duì)切線(xiàn)泵的性能有一定的影響，分別選取1.2mm、1.8mm、3mm的間隙，研究發(fā)現(xiàn)間隙對(duì)切線(xiàn)泵的效率影響比較大，間隙越小，效率越高，考慮到軸在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程

4、中可能發(fā)生彎曲，間隙太小會(huì)使葉輪葉片和蝸殼相接觸，影響泵的正常運(yùn)行，綜合考慮各方面因素間隙取2mm比較合適。⑸綜合分析切線(xiàn)泵葉輪結(jié)構(gòu)和蝸殼的主要幾何參數(shù)，選取葉輪外徑D2、葉片出口寬度b2、葉片傾角、蝸殼喉部直徑Dd為試驗(yàn)因素進(jìn)行正交試驗(yàn)，得到的最優(yōu)方案為：b2=9mm、Dd=9.6mm、D2=126mm；將最終方案進(jìn)行樣機(jī)制作，在泵試驗(yàn)臺(tái)對(duì)樣機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，與原泵型的內(nèi)流場(chǎng)和外特性曲線(xiàn)對(duì)比：在原泵型葉輪葉片之間的流道內(nèi)存在著大量的漩渦，對(duì)