電站自吸泵氣液混合與分離及性能優(yōu)化研究.pdf

1、近幾年來，由于自吸泵優(yōu)越的水利性能和使用的方便性，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域得到廣泛應用，相比液下泵抽水易出故障，檢修不便，自吸泵在這方面有足夠的保障，部分水電站逐漸采用自吸泵代替原先的液下泵。自吸泵的安全性和穩(wěn)定性是近幾年來水泵領(lǐng)域研究的熱門話題和科研的重要方向，而水力性能是否優(yōu)越和自吸時間和自吸高度是否達標都成為關(guān)鍵的衡量指標。自吸泵的啟動過程是一個復雜的非定常氣液兩相流動問題，其氣液混合和分離的好壞，直接影響自吸時間和自吸高度，而自吸時間和

2、自吸高度是衡量自吸泵自吸性能的關(guān)鍵指標?？梢娧芯坎⒄业阶晕脝舆^程的氣液兩相流動規(guī)律是改善自吸泵自吸性能的關(guān)鍵。
　　本文主要從自吸泵現(xiàn)有的設(shè)計理論出發(fā)，對 ZX80外混式自吸泵進行改型設(shè)計；結(jié)合應用計算流體力學CFD模擬技術(shù)，對比改型前后的水力性能及內(nèi)部流動情況進行對比分析，說明改型的合理性和可行性。在改型的基礎(chǔ)上研究外混式自吸泵自吸過程的非定常氣液兩相流動規(guī)律。主要工作和研究成果如下：
　　(1)選用ZX80外混式自吸

3、泵作為本文的研究對象。在原先圖紙的基礎(chǔ)上，結(jié)合近幾年自吸泵的設(shè)計理論的研究，對ZX80自吸泵進行設(shè)計。
　　(2)建立改型前后的ZX80外混式自吸泵的物理模型，分別進行網(wǎng)格的劃分，利用雷諾平均法和標準k??雙方程湍流模型，取5個流量工況點對改型前后的ZX80外混式自吸泵進行定常數(shù)值模擬計算。
　　(3)在改型前后ZX80外混式自吸泵定常數(shù)值模擬結(jié)果的基礎(chǔ)上，分別對外特性和內(nèi)部流場進行對比分析。一方面將改型前后ZX80泵的流量

4、-揚程曲線、流量-軸功率曲線、流量-效率曲線進行了對比，研究發(fā)現(xiàn)：對氣液分離室進行改型后，其揚程、效率有所提高，軸功率減?。涣硪环矫嫱ㄟ^對改型前后的氣液分離室的流線和湍動能耗散率進行分析，改型后的流線更為順暢，氣液分離室的流動紊亂程度降低、效率提高?？梢?，本文對于對于分離室的改型是成功的，不僅提高了ZX80泵的水利性能，同時也改善了氣液分離室的紊亂渦態(tài)的分布。
　　(4)基于多相流理論基礎(chǔ)，對改型后的ZX80外混式自吸泵啟動過程進