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《扬州大学》 2018年
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潜水贯流泵装置水力特性及压力脉动研究

陈洪程  
【摘要】:潜水贯流泵是将潜水电机与轴流泵同轴连接的机电一体化产品。其结构非常紧凑,灯泡体小,重量轻,减小了支撑压力的同时也有利于绕流。同时该泵型还具有良好的抗噪性,在研制过程中,解决了电机散热、绝缘、密封及自动排液等方面的技术问题。是一种适用于大流量、低扬程灌溉或排涝泵站的新型泵型。装有潜水贯流泵的泵站具有建设及运行成本低、装置效率高、易于全自动或半自动化控制等优点。随着国民经济的发展,国家各项调水工程的实施,潜水贯流泵站在国民经济的发展中扮演着越来越重要的角色。特别近年来气候的变化,降水时空分布不均,此类泵站的安全可靠性经历着极大的考验。探讨潜水贯流泵稳定运行范围,揭示其内部不稳定流动的三维非定常现象,确保潜水贯流泵站的安全稳定运行,具有重要的社会价值和现实意义。目前国内外对潜水贯流泵装置定常流动特性的研究已经比较成熟,对非定常流动下的压力脉动研究以数值模拟为主,缺少试验研究结果的验证。本文以某潜水贯流泵泵站为背景,通过数值模拟和模型试验两种研究方法,研究潜水贯流泵装置内部的流动特性和压力脉动特性。通过潜水贯流泵外特性试验,获得了额定转速下的潜水贯流泵的性能曲线,确定其运行的高效区为16L/s-22L/S。借助CFD对潜水贯流泵进行了全流道定常数值计算,模型试验与数值模拟计算所得的性能曲线在泵装置运行的高效区基本重合,在偏离设计工况时数值相差较大,总体上来看数值模拟结果较为准确。并通过数值模拟获得了三个特征工况下详细的内部流场结果,分析了三个工况下泵装置内特性的变化。利用高频压力传感器对叶轮出口,导叶出口及泵装置壁面轴向的压力脉动信号进行了采集,借助Origin等数据处理软件,比较分析了额定转速下不同工况及不同监测点下潜水贯流泵压力脉动的时域及频域分布。叶轮出口截面圆周方向上的3个监测点压力脉动主频基本一致,均在叶频处取得幅值最大值,但幅值差异较大;导叶出口处的压力脉动成分比较复杂,有较多的干扰频率,周向四个监测点的主频基本一致,除了监测点P4,其余3个监测点最大幅值非常接近。轴向各个监测点的主频基本相同,均在3倍转频处取得幅值最大值,且随着监测点距离叶轮的位置越来越远,3倍转频处的幅值越来越小。叶轮出口处的压力脉动特性随着流量的变化最明显,导叶中间、导叶出口及灯泡体段压力脉动受流量变化的影响较小。小流量工况下流态较差容易产生汽蚀等情况,高频成分较多。借助CFD技术对潜水贯流泵装置进行了全流道非定常数值计算,获得了泵装置壁面轴向各个监测点的压力脉动频域图,与模型试验结果的吻合度较高,尤其是叶轮及导叶壁面上的监测点,其主频及幅值均比较接近,而在灯泡段壁面上幅值偏差较大。同时,获得了叶轮进口、叶轮出口、导叶中间、导叶出口、灯泡体中间、灯泡体渐变段及灯泡体尾部共7个特征截面的压力脉动分布规律,获得了在特征时刻下叶轮内部、导叶内部及灯泡体内部的流动特性及湍动能变化。
【学位授予单位】:扬州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TH38

【参考文献】
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1 王圣业;王光学;董义道;邓小刚;;基于雷诺应力模型的高精度分离涡模拟方法[J];物理学报;2017年18期
2 钱忠东;陆杰;郭志伟;张建军;;水泵水轮机在水轮机工况下压力脉动特性[J];排灌机械工程学报;2016年08期
3 谢荣盛;汤方平;刘超;石丽建;杨帆;张松;;轴伸式出水流道内流场数值模拟分析[J];农业机械学报;2016年08期
4 冯卫民;程千;郭志伟;潘静也;;前置导叶可调式轴流泵低频压力脉动特性研究[J];农业机械学报;2015年10期
5 马长辉;;UG软件在建模技术中的应用探讨[J];电子技术与软件工程;2015年11期
6 张德胜;耿琳琳;施卫东;潘大志;王海宇;;轴流泵水力模型压力脉动和振动特性试验[J];农业机械学报;2015年06期
7 刘超;;轴流泵系统技术创新与发展分析[J];农业机械学报;2015年06期
8 吴昌新;;淮安市里运河防洪控制工程规划布局研究[J];治淮;2014年06期
9 张德胜;王海宇;施卫东;潘大志;邵佩佩;;轴流泵多工况压力脉动特性试验[J];农业机械学报;2014年11期
10 张玉新;王秀叶;丁鹏;唐学林;;潜水轴流泵内部流场压力脉动的数值模拟[J];排灌机械工程学报;2014年04期
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1 董亮;离心泵非结构化四面体网格生成及应用研究[D];江苏大学;2012年
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1 郭雷;水泵水轮机多工况条件下压力脉动研究[D];浙江大学;2016年
2 夏臣智;低扬程潜水贯流泵装置三维流动数值模拟研究[D];扬州大学;2015年
3 仇智;淮安三站改造后置灯泡贯流泵内部流动特性研究[D];扬州大学;2015年
4 翁倩玉;基于UG的叶片建模与检测技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
5 陈阿萍;卧式前轴伸泵装置的数值模拟及模型试验研究[D];扬州大学;2007年
6 任雄;基于SIMPLE算法的三维湍流流场数值模拟方法的研究[D];西北工业大学;2007年
7 韩丹;双向贯流泵站进出水流道流场数值模拟[D];河海大学;2005年
【共引文献】
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1 王凯;李钰;刘厚林;夏晨;刘中纯;;多工况下多级离心泵水动力噪声数值研究[J];振动与冲击;2018年09期
2 石丽建;汤方平;王瑄;张文鹏;;不同工况下大型箱涵式泵装置压力脉动特性及振动特性[J];农业工程学报;2018年09期
3 计时鸣;李军;谭大鹏;;基于Hilbert-Huang变换的软性磨粒流抛光流道压力脉动分析[J];机电工程;2018年04期
4 杨帆;陈世杰;刘超;王茂运;周济人;;隔墩对轴流泵装置直管式出水流道内流及脉动的影响[J];农业机械学报;2018年05期
5 蒋红樱;李尚红;顾巍;焦伟轩;成立;;九曲河泵站流动特性数值模拟分析[J];江苏水利;2018年03期
6 宋希杰;刘超;罗灿;;轴流泵装置进水漩涡对压力脉动的影响[J];农业机械学报;2018年02期
7 杨帆;高慧;刘超;赵浩儒;汤方平;;轴流泵装置出水流道内流脉动与流动噪声试验分析[J];农业机械学报;2018年03期
8 张忆宁;曹卫东;姚凌钧;姜昕;;不同叶片出口角下离心泵压力脉动及径向力分析[J];流体机械;2017年11期
9 杨帆;陈世杰;李振;刘超;金燕;;不同转速时贯流泵装置出水流道水力性能分析[J];水动力学研究与进展(A辑);2017年06期
10 吴晨晖;汤方平;石丽建;谢传流;张文鹏;;导叶位置对S型轴伸贯流泵装置水力性能的影响[J];灌溉排水学报;2017年11期
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1 施伟;大型低扬程泵优化设计及内部流动特性研究[D];江苏大学;2015年
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1 陈洪程;潜水贯流泵装置水力特性及压力脉动研究[D];扬州大学;2018年
2 刘磊;航空发动机涡轮叶片在机测量及自适应修复加工技术研究[D];武汉工程大学;2017年
3 韩力球;大扩散角明渠水流特性及其调控措施研究[D];华北水利水电大学;2017年
4 袁稳;焊接叶盘根部区域适应性数控加工技术研究[D];南京航空航天大学;2017年
5 徐磊;平面S形轴伸泵装置水力特性[D];扬州大学;2017年
6 李勇;插入式垂直轴涡轮光纤流量传感检测系统研究[D];东北电力大学;2017年
7 王路佳;基于风环境的呼和浩特市中心商业区空间布局研究[D];内蒙古工业大学;2016年
8 张思健;典型通风条件下隧道火灾烟气流动及温度特性研究[D];北京建筑大学;2016年
9 张伟;微喷带灌水均匀度试验研究[D];吉林农业大学;2016年
10 袁翔;矩五拱折叠网架结构绕流计算技术与风荷载体型系数研究[D];西安建筑科技大学;2016年
【二级参考文献】
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1 董义道;王东方;王光学;邓小刚;;雷诺应力模型的初步应用[J];国防科技大学学报;2016年04期
2 陈勇;郭隆德;彭强;陈志强;刘卫红;;低速湍流模拟的预处理技术研究[J];物理学报;2015年13期
3 冈敦殿;易仕和;赵云飞;;超声速平板圆台突起物绕流实验和数值模拟研究[J];物理学报;2015年05期
4 CUI Baoling;CHEN Desheng;XU Wenjing;JIN Yingzi;ZHU Zuchao;;Unsteady Flow Characteristic of Low-Specific-Speed Centrifugal Pump under Different Flow-Rate Conditions[J];Journal of Thermal Science;2015年01期
5 杨帆;刘超;孙丹丹;谢荣盛;张丽萍;;轴流泵装置虹吸式出水流道内流机理数值分析[J];农业机械学报;2015年06期
6 刘超;;轴流泵系统技术创新与发展分析[J];农业机械学报;2015年06期
7 李仁年;蒋雷;李琪飞;韩伟;刘保福;;水泵水轮机增负荷过程尾水管内流场分析[J];排灌机械工程学报;2015年01期
8 杨建东;曾威;杨威嘉;姚尚武;郭文成;;水泵水轮机飞逸稳定性及其与反S特性曲线的关联[J];农业机械学报;2015年04期
9 刘超;杨帆;金燕;杨华;;高效S形轴伸贯流泵装置内流动特性研究[J];水力发电学报;2014年05期
10 景瑞;何希杰;;轴流泵及其应用概述[J];通用机械;2014年09期
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1 黄维菊;旋转横流膜微滤压力场及流动数值模拟研究[D];四川大学;2003年
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1 高峰;高水头混流式水泵水轮机无叶区压力特征分析[D];哈尔滨工业大学;2014年
2 刘殿兴;低比转速混流式水泵水轮机非同步导叶流动稳定性研究[D];兰州理工大学;2013年
3 郭嘉;小流量工况混流式水轮机压力脉动研究[D];浙江大学;2013年
4 李朴蓉;导流器几何参数对潜水泵性能的影响[D];兰州理工大学;2012年
5 何春勇;潜水泵水润滑推力轴承润滑性能数值计算研究[D];武汉理工大学;2010年
6 刘荣华;潜水泵装置水力特性及优化设计研究[D];扬州大学;2010年
7 许霞;潜水泵全流道数值模拟及性能预测[D];兰州理工大学;2009年
8 陈阿萍;卧式前轴伸泵装置的数值模拟及模型试验研究[D];扬州大学;2007年
9 李忠;轴流泵内部流场数值模拟及实验研究[D];江苏大学;2007年
10 桑建国;潜水泵节约材料技术研究[D];江苏大学;2006年
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1 ;单双向潜水贯流泵站开发成功[J];机械;2004年09期
2 胡治让;;贯流泵简介[J];排灌机械;1983年03期
3 ;新型潜水贯流泵通过江苏省级新产品鉴定[J];机电新产品导报;2003年02期
4 葛强;陈松山;汪桂钦;王林锁;严登丰;;灯泡式贯流泵站机组起动过渡过程仿真计算[J];中国电机工程学报;2006年05期
5 王新;李同春;邢磊;;灯泡贯流泵房三维有限元受力分析[J];南水北调与水利科技;2008年03期
6 陈茂益;;双向潜水贯流泵在沙头电排站中的应用[J];广东水利水电;2009年07期
7 金燕;刘超;汤方平;周济人;;贯流泵装置的研究进展和应用[J];水泵技术;2009年04期
8 陈松山;蒋红梅;周正富;何钟宁;严登丰;;大型贯流泵站机组启动过渡过程仿真计算[J];扬州大学学报(自然科学版);2009年03期
9 金燕;刘超;汤方平;周济人;;大型贯流泵内部流动数值模拟和特性分析[J];水泵技术;2010年01期
10 裴蓓;仇宝云;申剑;黄根;;贯流泵机组结构形式与关键部件比较分析[J];流体机械;2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 陈容新;曾崇;温纯彪;;竖井双向贯流泵站机组设备选型设计与应用[A];2009全国大型泵站更新改造研讨暨新技术、新产品交流大会论文集[C];2009年
2 郑源;张德虎;刘益民;乘鸣声;夏军;殷新建;;贯流泵装置能量特性试验研究[A];中国水利学会2003学术年会论文集[C];2003年
3 宋振华;;贯流泵压力脉动测试信号的采集及处理分析[A];苏州市自然科学优秀学术论文汇编(2008-2009)[C];2010年
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1 本报记者 崔玉平 成吉昌 通讯员 张成华;瞄准南水北调工程 亚太加快大型贯流泵研制步伐 [N];中国工业报;2004年
2 张成华;亚太贯流泵扬威淮河入海治理工程[N];中国工业报;2005年
3 本报记者 陈磊;大型贯流泵,导引江水向北流[N];科技日报;2011年
4 本报记者  成吉昌 特约通讯员  张成华;亚太贯流泵 山东“引黄”工程挑大梁[N];中国工业报;2006年
5 本报记者 赵洪亮 通讯员 张仁田;东线“大型贯流泵关键技术与泵站联合调度优化”研究取得阶段性成果[N];中国水利报;2008年
6 成吉昌 张成华;大流量的威力[N];中国环境报;2006年
7 无极;江苏研制大型贯流泵填补国内空白[N];国际商报;2002年
8 记者 骆耀明;月底试运行 明年可调水[N];徐州日报;2012年
9 本报记者 赵洪涛 苏冠群 袁连冲;先进模式助推高效管理 高效管理建设精品工程[N];中国水利报;2008年
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1 金燕;贯流泵内部流动的数值模拟与三维LDV测量研究[D];扬州大学;2010年
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1 陈洪程;潜水贯流泵装置水力特性及压力脉动研究[D];扬州大学;2018年
2 夏臣智;低扬程潜水贯流泵装置三维流动数值模拟研究[D];扬州大学;2015年
3 仇智;淮安三站改造后置灯泡贯流泵内部流动特性研究[D];扬州大学;2015年
4 施炜炜;双向潜水贯流泵站水力过渡过程特性研究[D];扬州大学;2016年
5 罗庭;后置灯泡贯流泵装置流动分析[D];扬州大学;2006年
6 王海;全贯流泵抽水装置与半贯流泵抽水装置的综合比较研究[D];扬州大学;2015年
7 杨照媛;后置灯泡贯流泵灯泡段参数化几何造型方法研究[D];扬州大学;2009年
8 徐峰;双向贯流泵数值模拟研究[D];河海大学;2005年
9 宋振华;贯流泵水力脉动测试分析[D];扬州大学;2007年
10 刘军;竖井式贯流泵装置水力特性及优化设计研究[D];扬州大学;2009年
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