| 题名 | 基于正交试验切线泵的优化设计 |
| 作者 | 王弼 |
| 答辩日期 | 2017 |
| 导师 | 杨军虎 |
| 关键词 | 切线泵 数值模拟 喉部面积 间隙 正交试验 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 切线泵具有流量扬程曲线比较平坦、工作可靠等性能优势被广泛应用于石油化工、航空航天、消防等领域,国内许多学者对切线泵的研究也从常规转速向高转速转移,使得切线泵具有更加广阔的应用范围和领域。本文以切线泵WG211-10为研究对象,首先在泵试验台上对模型泵进行外特性试验,记录试验数据并绘制外特性曲线图,观察曲线的变化情况,然后运用CFD技术对模型进行数值模拟,将模拟所得的结果和试验数据进行对比分析,以验证数值模拟策略的正确性。以此为基础研究切线泵内流场的变化情况和关键几何部件参数的变化对切线泵性能的影响;由于国内目前所生产的切线泵与国外先进水平在效率上有一定的差距,利用数值模拟和正交试验的方法,对切线泵WG211-10进行优化,以提高其效率;本文研究的主要内容如下:1、对模型泵WG211-10进行数值模拟,研究其内流场发现:观察速度场可以看出在叶轮叶片流道内存在大量的漩涡,这是导致切线泵效率低的主要原因之一。2、通过改变不同喉部直径研究喉部面积对切线泵性能的影响发现:喉部面积对切线泵的最大流量Qmax起决定性作用;喉部面积对切线泵的效率也有一定的影响,该泵型在喉部直径取10mm时有较高的效率。3、流量系数是设计切线泵的主要参数之一,为了保证泵在运行时既要有较高的效率,又不超过截止流量,流量系数的取值应在0.750.8之间取值。4、叶轮叶片和蜗壳之间的间隙对切线泵的性能有一定的影响,分别选取1.2mm、1.8mm、3mm的间隙,研究发现间隙对切线泵的效率影响比较大,间隙越小,效率越高,考虑到轴在运转过程中可能发生弯曲,间隙太小会使叶轮叶片和蜗壳相接触,影响泵的正常运行,综合考虑各方面因素间隙取2mm比较合适。5、综合分析切线泵叶轮结构和蜗壳的主要几何参数,选取叶轮外径D2、叶片出口宽度b2、叶片倾角θ、蜗壳喉部直径Dd为试验因素进行正交试验,得到的最优方案为:b2=9mm、θ=10.5°、Dd=9.6mm、D2=126mm;将最终方案进行样机制作,在泵试验台对样机进行试验,与原泵型的内流场和外特性曲线对比:在原泵型叶轮叶片之间的流道内存在着大量的漩涡,对该泵型优化后,发现在叶轮叶片之间流道内漩涡消失或者漩涡面积减小;优化泵样机在设计工况点的扬程为223m,比原泵型的扬程高2m,优化泵的效率为43.3%,比原泵型模拟效率提高了1.3%,轴功率为14.4k W,比原泵型轴功率低0.58k W,达到了优化设计的目的。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 63 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/92654]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王弼. 基于正交试验切线泵的优化设计[D]. 2017. |
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