基于數值模擬的矩形葉輪旋噴泵結構設計與應用研究.pdf

1、旋噴泵是極低比轉速離心泵，主要利用皮托管原理研制，在食品沖洗系統(tǒng)、造紙工業(yè)、石油化工與煉制以及電站等領域都有應用。目前對旋噴泵雖然已有一定的實驗研究，但是仍然存在兩個關鍵問題:一是對旋噴泵矩形葉片葉輪的研究較少，二是絕大多數旋噴泵效率相對比較低，特性曲線容易有駝峰，研制出的產品性能一般無法達到使用者的要求。為此，本文在江東泵業(yè)有限公司SHⅠ系列旋噴泵產品研發(fā)項目的支持下，提出了一種新型8葉片葉輪結構，對旋噴泵的水力設計尤其是矩形葉片葉輪

2、的水力設計進行了創(chuàng)新性設計。通過改變葉輪設計參數設計出型式不同的旋噴泵葉輪模型，再采用Pro/E對旋噴泵各過流件進行三維空間造型，并利用ANSYS軟件對旋噴泵內部流場進行了數值計算以及對比分析，由此得出的流場模擬結果表明，該模型泵在揚程、效率上較之傳統(tǒng)的旋噴泵有顯著提高，能滿足江東泵業(yè)有限公司對新型旋噴泵的設計要求。
　　本文主要研究內容和創(chuàng)新點有:
　　1、針對現有旋噴泵工作效率較低，特性曲線易出現駝峰等問題，運用CFX對

3、旋噴泵內部三維非定常流場進行數值模擬，對不同葉輪出口角、葉片數和葉片出口寬度的葉輪分別進行整體結構模擬，根據模擬結果，創(chuàng)新性地設計了一種新型8葉片葉輪。
　　2、針對8葉片葉輪模型進行整體大渦模擬，分析了葉輪、轉子腔和集流管內部的壓力場和速度場分布，繼而得出各個過流部件在大渦模擬情況下內部流體的流動狀況。
　　3、對8葉片葉輪模型泵進行模擬試驗，結果表明:相同工況條件下，新型8葉片葉輪旋噴泵的揚程比傳統(tǒng)旋噴泵提高了2.63％