论文部分内容阅读
根据泵轴轴线与水平线的夹角分,泵装置的类型有立式、斜式和卧式等三种基本装置型式。斜式轴伸泵装置是低扬程泵装置型式的一种,具有很多优点:泵房结构简单,厂房高度小;流道水力损失小,泵装置效率高;安装管理方便;散热条件好等,具有很高的应用价值和潜力。我国大型泵站工程建设的需要推动了立式泵装置和卧式泵装置中的灯泡式贯流泵装置研究。由于斜式轴伸泵装置轴承的可靠性曾一度受到较多的质疑,所以应用较少,对其水力性能的研究也不够深入。随着我国整体工业水平的快速抬高,斜轴泵轴承的问题已经基本得到解决,斜式轴伸泵装置的应用前景已经展现。因此,本文对斜式轴伸泵装置进、出水流道的水力性能进行了较为深入的优化水力计算,初次对不同泵轴线角度斜式泵装置的水力性能进行了比较和分析,以进一步丰富低扬程泵装置的应用型式。本文运用FLUENT软件对ZBM791水力模型的原型泵段进行三维湍流流动数值计算,分析了泵段内部流态,并将能量性能计算结果与模型试验结果进行了比较。对比结果表明本文采用的数值计算方法是可行的和基本准确的,为进行斜式轴伸泵装置三维湍流流动数值计算做了必要的技术准备。本文借用某低扬程泵站的基本资料,运用FLUENT软件对泵轴线角度为15°、30°和45°的3种斜式泵装置的进水流道分别进行了三维湍流流动数值计算和优化水力设计,得到3个泵轴线角度斜式进水流道的内部流态和水力损失,并分析了随着泵轴线角度的增大进水流道水力性能的变化趋势。借用同一泵站的基本资料和运用FLUENT软件,本文还对泵轴线角度为15°、30°和45°的3种斜式出水流道分别进行了三维湍流流动数值计算和优化水力设计,分析各出水流道的内部流态和水力损失,并对3个泵轴线角度斜式出水流道的内部流动情况和水力损失进行了比较。运用CFD理论和技术,本文还对泵轴线角度为15°、30°和45°的3种斜式轴伸泵装置分别进行了三维湍流流动数值计算,并将3个泵轴线角度泵装置计算的流场及水力损失与相同泵轴线角度的进、出水流道单独计算的流场及水力损失进行了比较。为了验证斜式进水流道数值计算的结果,本文对3个泵轴线角度的斜式进水流道分别进行了流道模型试验研究,观察各流道内流态和测试各流道水力损失,并与数值计算结果进行比较,比较结果表明:数值计算结果与模型试验结果基本一致,数值计算水力损失值偏小。斜式轴伸泵装置具有优秀的水力性能,可供低扬程泵站选择使用。今后还需对这种泵装置的水力性能进行更为深入地研究,以便更好地应用于工程实际。