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《东北石油大学》 2015年
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双吸离心泵内部流场性能研究及优化设计

原雯  
【摘要】:泵是一种应用范围极其广泛的通用机械,有流体流动的地方,几乎都会有泵在工作。离心泵更是泵类中应用范围最广泛的一种,约占泵类设备总量的70%。双吸离心泵是离心泵的一种重要形式,具有扬程高、流量大、便于检查和维修的特点,越来越受到工程应用的青睐。因此了解双吸离心泵内部流体流动特性,改进双吸离心泵的结构,优化内部流场,提高双吸泵的效率对推动泵行业的发展具有重要且深远的意义。本文对OTS 125-500A型双吸离心泵进行三维建模,将常用于数值模拟的5种湍流模型依次用于离心泵流动仿真过程中。将数值计算结果与试验结果相对比,考虑扬程、效率等性能参数,发现:模拟数据与试验数据基本一致,数值模拟结果可信。在设计工况点处,五种湍流模型对双吸离心泵的适用性都很好,误差值均很小;在小流量工况下,Realizable k??湍流模型得到的计算结果与试验结果更接近;大流量工况下,SST k??湍流模型得到的计算结果精度更高。观察不同工况下离心泵内部流场的流动状态,分析双吸离心泵内部的静压力场、速度场和湍动能分布,得到离心泵内部流场的流动规律。研究结果发现,在叶轮流道内存在“射流-尾迹”现象;由于蜗舌对流体的干扰,在蜗壳流道内产生回流现象,造成大量能量损失,降低离心泵运行效率。根据双吸离心泵内部流场数值模拟结果,在不改变离心泵结构的基础上,将导流板应用于蜗壳流道中以实现双吸离心泵内部流场优化。讨论导流板形状、数量、位置等因素的变化对离心泵内部流场的影响,研究结果表明,弧形导流板更适用于离心泵内部流场优化;由于离心泵喉部流道较为狭窄,考虑效率等性能参数,最终确定只添加一块导流板,并将其安装在蜗壳流道中间位置偏上1/3处效果最佳,在抑制回流现象的同时也可以提升离心泵效率。
【学位授予单位】:东北石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TH311

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