论文部分内容阅读
外混式离心泵作为特殊的离心泵,在启动前不需要灌水,经短时间运转,靠泵自带的特殊结构,即可将水吸入,投入正常运行。从泵启动到泵正常运行这段过程被称为的自吸过程,此过程为复杂的气液两相流动,空气和水相互作用,在气液分离室内发生分离。外混式离心泵瞬态自吸特性及流动规律研究的实质是研究在自吸过程中气水两相的分布情况及泵内的流动规律。通过对外混式离心泵瞬态自吸特性及流动规律研究,旨在揭示泵自吸过程中气液混合流动结构的时空特性,得到在自吸过程中,气液混合流动特性,及其随时间的演变过程。为进一步研究自吸性能及泵的设计和优化提供理论支撑。研究的主要工作及成果如下:1.建立数值分析模型。通过对65zw30-40外混式离心泵进行水力设计计算,得到相应的二维图及几何参数。基于此采用CATIA构建离心泵的三维模型,在ICEM软件中进行网格划分,最后将网格导入Fluent中进行求解运算。2.外混式离心泵自吸过程的研究。基于k-ε湍流模型及Mixture多相流模型对外混式离心泵整个自吸过程进行研究,将整个自吸过程分为三个阶段:自吸初期（0-30s）,稳定的自吸过程（30-140s）及自吸末期（140s-160s）。3.回流孔面积对自吸特性影响的研究。制定四种回流孔面积方案(AH=114.26mm2、AH=178.54mm2、AH=257.1mm2和AH=349.94mm2),研究回流孔方案对自吸特性的影响,结果表明当AH=257.1mm2时泵的自吸特性最佳。4.泵内存液量对自吸特性影响的研究。引入泵初始液面高度的概念研究泵内存液量对自吸特性的影响。选取三种初始液面高度方案（hL=120mm、hL=130mm和hL=140mm）,得出hL=130mm为自吸特性最佳的初始液面高度方案。5.试验研究。采用试验方法对自吸泵性能进行研究,将试验数据与数值计算结果进行比较,验证了数值结果的可靠性。经试验研究在兼顾自吸时间和效率的前提下,AH=257.1mm2为最佳回流孔方案。