新型高速深井離心泵內(nèi)部流動(dòng)分析及可靠性研究.pdf

1、深井離心泵廣泛應(yīng)用于地下水抽取、高層建筑給水、農(nóng)田灌溉等領(lǐng)域。隨著全球水資源的日益耗竭，地下水位逐年下降，使用者對(duì)深井離心泵的需求量越來越大，對(duì)深井離心泵性能也提出了越來越高的要求，但是如何在有限井徑下盡可能提高深井離心泵的單級(jí)揚(yáng)程，縮短軸向長(zhǎng)度，已成為相關(guān)學(xué)者的研究重點(diǎn)。
　　高速深井離心泵是近年來開發(fā)出的一種新型多級(jí)深井離心泵，它和常規(guī)深井泵相比具有較高的轉(zhuǎn)速，主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，性能好，節(jié)能節(jié)材，是未來深井離

2、心泵發(fā)展的新方向。而目前國(guó)內(nèi)針對(duì)高速深井離心泵的研究幾乎空白，因此對(duì)高速深井離心泵進(jìn)行內(nèi)部流動(dòng)分析及可靠性研究具有重要的理論意義和工程實(shí)際意義。本文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“新型多級(jí)泵葉輪-導(dǎo)葉耦合流場(chǎng)結(jié)構(gòu)與能量轉(zhuǎn)換機(jī)理研究(51279069)”以及與臺(tái)州市百施度工貿(mào)有限公司、浙江省機(jī)電設(shè)計(jì)研究院合作項(xiàng)目“100QJ3.2高可靠節(jié)能節(jié)材變頻高速井泵”，對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)研發(fā)的一臺(tái)高速深井離心泵進(jìn)行研究，主要研究?jī)?nèi)容及取得的成果如下:
　　

3、1.針對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的高速深井離心泵，對(duì)其主要的數(shù)值模擬方法進(jìn)行了初步探討，采用不同網(wǎng)格數(shù)、不同湍流模型、不同級(jí)數(shù)對(duì)高速深井離心泵進(jìn)行了全流場(chǎng)三維定常數(shù)值模擬，從而選擇出了適合該高速深井離心泵的網(wǎng)格數(shù)、湍流模型及級(jí)數(shù)，并將數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，以保證后續(xù)研究的可行性及準(zhǔn)確性。
　　2.在定常數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，對(duì)高速深井離心泵進(jìn)行了三維非定常數(shù)值計(jì)算，基于渦動(dòng)力學(xué)，利用正則化螺旋度法從渦運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)對(duì)高速深井離心泵內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行了

4、診斷，主要對(duì)首級(jí)葉輪、導(dǎo)葉以及次級(jí)葉輪、導(dǎo)葉內(nèi)渦結(jié)構(gòu)進(jìn)行辨識(shí)，初步探討了高速深井離心泵內(nèi)部流動(dòng)機(jī)理。
　　3.在葉輪、導(dǎo)葉水體不同位置作截面流線圖，分析了首級(jí)和次級(jí)葉輪以及導(dǎo)葉的內(nèi)部流動(dòng)情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn):次級(jí)葉輪流道整體流動(dòng)情況比首級(jí)葉輪好，并且由于首級(jí)葉輪為無旋入流，液流角小而葉片的進(jìn)口安放角大，在葉片進(jìn)口處的流動(dòng)相比次級(jí)葉輪進(jìn)口處的流動(dòng)要差;兩級(jí)導(dǎo)葉內(nèi)整體流動(dòng)比較順暢。根據(jù)流線分析結(jié)果可以進(jìn)一步指導(dǎo)優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高泵性能。