不銹鋼多級(jí)離心泵復(fù)合葉輪無(wú)過(guò)載特性
目前,研究人員己對(duì)無(wú)過(guò)載不銹鋼臥式多級(jí)離心泵和復(fù)合葉輪低比轉(zhuǎn)速不銹鋼臥式多級(jí)離心泵進(jìn)行了大量研究,但對(duì)無(wú)過(guò)載復(fù)合葉輪不銹鋼臥式多級(jí)離心泵研究還很少。長(zhǎng)沙中開泵業(yè)技術(shù)專家對(duì)復(fù)合葉輪不銹鋼臥式多級(jí)離心泵無(wú)過(guò)載性能進(jìn)行正交試驗(yàn)研究,取得的研究成果和創(chuàng)新點(diǎn)。
1、從外特性試驗(yàn)研究、理論及數(shù)值研究、內(nèi)部流場(chǎng)測(cè)試以及優(yōu)化設(shè)計(jì)四個(gè)方面總結(jié)了復(fù)合葉輪不銹鋼臥式多級(jí)離心泵國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展,并簡(jiǎn)要介紹了無(wú)過(guò)載不銹鋼臥式多級(jí)離心泵研究概況。
2、介紹了全流場(chǎng)性能預(yù)測(cè)原理,借助于Fluent數(shù)值模擬軟件分別對(duì)普通葉輪不銹鋼臥式多級(jí)離心泵、復(fù)合葉輪不銹鋼臥式多級(jí)離心泵和無(wú)過(guò)載復(fù)合葉輪不銹鋼臥式多級(jí)離心泵進(jìn)行全流場(chǎng)性能預(yù)測(cè)及流場(chǎng)分析。性能預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表明,全流場(chǎng)性能預(yù)測(cè)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為一致。對(duì)三臺(tái)模型泵內(nèi)部流場(chǎng)的分析從靜壓力場(chǎng)、相對(duì)速度場(chǎng)兩方面進(jìn)行,初步揭示了一些無(wú)過(guò)載復(fù)合葉輪不銹鋼臥式多級(jí)離心泵內(nèi)部流動(dòng)規(guī)律:與普通設(shè)計(jì)復(fù)合葉輪離心泵相比,無(wú)過(guò)載復(fù)合葉輪不銹鋼臥式多級(jí)離心泵內(nèi)部壓力梯度較小,而在大流量區(qū),普通設(shè)計(jì)泵內(nèi)壓力等值線分布更加均勻;各工況下無(wú)過(guò)載泵具有更為均勻的速度分布。
3、根據(jù)朱祖超改進(jìn)的Pfleiderer滑移系數(shù)公式,首次推導(dǎo)出了復(fù)合葉輪不銹鋼臥式多級(jí)離心泵揚(yáng)程及軸功率極值點(diǎn)預(yù)估公式,根據(jù)現(xiàn)有試驗(yàn)結(jié)果對(duì)軸功率極值點(diǎn)公式進(jìn)行初步修訂,并對(duì)揚(yáng)程和軸功率極值點(diǎn)預(yù)估修訂公式進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明,可以在設(shè)計(jì)前利用揚(yáng)程預(yù)估公式對(duì)復(fù)合葉輪不銹鋼臥式多級(jí)離心泵揚(yáng)程進(jìn)行預(yù)測(cè),而軸功率預(yù)估修訂公式的有效性還需要進(jìn)一步的試驗(yàn)驗(yàn)證,從而指導(dǎo)工程實(shí)踐。
4、選擇對(duì)復(fù)合葉輪不銹鋼臥式多級(jí)離心泵無(wú)過(guò)載性能影響較為重要的葉片出口安放角及、葉片出口寬度、分流葉片進(jìn)VI直徑D;和喉部面積E四個(gè)幾何參數(shù)為變化因素,確定了復(fù)合葉輪不銹鋼臥式多級(jí)離心泵無(wú)過(guò)載研究的正交試驗(yàn)方案。采用基于Fluent的全流場(chǎng)數(shù)值模擬預(yù)測(cè)進(jìn)行正交試驗(yàn),并通過(guò)實(shí)物成型試驗(yàn)對(duì)Fluent預(yù)測(cè)正交試驗(yàn)選優(yōu)方案進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)模擬結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果的極差與直觀圖進(jìn)行分析,分別得出因素對(duì)各性能指標(biāo)影響的主次順序,并分別得出了正交試驗(yàn)選優(yōu)方案。對(duì)比數(shù)值模擬和實(shí)物試驗(yàn)結(jié)果及選優(yōu)結(jié)果,可以看到,利用全流場(chǎng)數(shù)值模擬對(duì)復(fù)合葉輪不銹鋼臥式多級(jí)離心泵進(jìn)行性能預(yù)測(cè),從而進(jìn)行正交試驗(yàn)研究,得出較優(yōu)的設(shè)計(jì)方案是可行的,可以大大減少試驗(yàn)成本,縮短試驗(yàn)時(shí)間,指導(dǎo)工程實(shí)踐。
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