電站自吸泵的設計及內部流場特性研究.pdf

1、由于普通離心泵吸入液面如果在葉輪以下，啟動時必須預先灌水，為了在泵體內部及吸入管路能夠存住水，入口需安裝閥門，泵工作時閥門造成的水力損失較大，且閥口容易夾雜石塊、樹枝等雜物，導致封水不嚴而無法灌滿水，這樣自吸泵隨之出現并得到廣泛的應用，自吸泵具有體積小、工作可靠、便于遠程集中控制等特點，近年來人們對于自吸泵性能做了大量的理論研究工作，其一：水力性能設計是否優(yōu)秀是影響自吸性能的關鍵因素。其二：自吸泵的啟動階段是非常紊亂的瞬態(tài)氣液兩相流動過

2、程，同時在啟動階段氣液混合和分離的效果與否對于自吸性能有著顯著影響。
　　本文主要的研究內容及結果如下：
　　（1）較為全面的概述和總結了自吸泵的研究近況及發(fā)展方向。
　?。?）主要從自吸泵現有設計理論研究成果總結的基礎上，根據電站的實際需要采用速度系數法對ZX80-65-178自吸式離心泵進行設計，滿足規(guī)定的設計目標和自吸性能要求。
　?。?）應用計算流體力學CFD對自吸泵的內部流場進行定常模擬計算，分析和研究

3、該泵在各工況下的能量性能、內部流動機理、速度特征，并進行相關的外特性試驗驗證，檢驗自吸泵水力設計是否達到設計目標。
　?。?）回流孔設計是在經驗公式設計的基礎上進行估算得到，一般很難達到最優(yōu)設計值，對于特定的自吸泵，存在一個最佳回流孔的面積及其安放位置，在初次設計的基礎上根據數值模擬結果研究和分析回流孔的內部流動特性，對回流孔大小重新定義，分析得到隨著回流孔大小的變化，導致回流孔兩側壓力差及其回流量的變化，最終反映到自吸泵外特性的

4、變化，從而確定該自吸泵回流孔的最佳面積。
　　（5）自吸泵的啟動過程是三維非穩(wěn)態(tài)的湍流運動，實驗發(fā)現自吸泵的自吸初期含氣率有一個激增的過程，最大能達到一半。所以本文通過氣液兩相流數值模擬理論研究葉輪入口在不同含氣率情形下泵體內部的氣液兩相流動特點，為探究啟動階段的流動機理具有一定的參考價值。
　?。?）本章主要是非穩(wěn)態(tài)數值模擬，主要研究自吸泵在水力設計基礎上的壓力脈動變化情況，運用基于結構化網格大渦數值模擬理論的研究方法，通