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近年来,高温热媒循环泵在石油化工领域、市政工程领域、聚酯化纤领域、合成纤维领域、纺织印染领域等得到广泛应用,同时要求高温热媒循环泵满足在高温、高压下运行平稳可靠,高效节能等,同时要保证密封无泄漏。目前,国内生产的高温热媒泵具有效率低,密封结构简单,可靠性低,使用寿命短,存在安全隐患等因素。本课题以RY250-200-500型离心式热媒泵为研究对象,主要围绕热媒泵结构参数优化及热媒泵机械密封两个方面进行研究。首先,利用传统的设计方法对离心泵进行初始设计,以效率最高为目标,建立多工况下加权平均效率模型,采用遗传算法对设计参数进行优化;应用Fluent流体分析软件对优化前后的热媒泵参数进行数值模拟,验证优化后热媒泵各参数的合理性;然后对热媒泵机械密封进行结构设计并对密封失效问题提出改进措施。主要研究内容如下:(1)基本参数值的计算;采用传统的速度系数法对离心式热媒泵叶轮、涡壳等主要零部件的参数进行设计计算。(2)离心泵数学模型的建立;基于离心式热媒泵内各项损失,建立效率为目标的计算模型。确定0.8Q、1.0Q和1.2Q三种运行工况下的目标权重的权值,建立加权平均效率数学模型。(3)离心泵结构参数优化;以0.8Q、1.0Q和1.2Q三个工况下的加权平均效率最高作为优化设计模型,采用MATLAB遗传算法工具箱对热媒泵叶轮及涡壳结构参数进行优化。(4)热媒泵的三维建模;运用Pro/e5.0分别对热媒泵叶轮和涡室流道的原始值和设计优化结果值分别建立三维实体模型。(5)离心泵的数值模拟分析;用Gambit软件分别对优化前后的热媒泵叶轮及蜗室流道模型划分网格,初步设定边界条件,应用Fluent软件分别对传统设计法设计的热媒泵及多工况优化后的热媒泵流场进行数值模拟。通过对原始值和优化结果值的数值模拟结果进行对比分析,证明优化参数的合理性。(6)机械密封的结构设计;将以RY250-200-500型离心式热媒泵为原型进行机械密封的设计,设计一种波纹管密封,并结合离心式热媒泵在实际应用中存在问题,对热媒泵的密封结构、密封形式以及密封材料进行改进,采用合适的隔热原料,降低高温环境对波纹管密封影响,从而增加热媒泵金属波纹管机械密封的及使用寿命,提高密封效果和使用的安全性。