离心泵在启动阶段的水力特性及内流机理研究

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1、摘要本文以离心泵为研究对象，针对离心泵在启动阶段的瞬态特性及其内部流动特性，对离心泵在快速启动过程中的瞬态特性进行数值计算方法研究和试验研究。通过分析叶轮旋转加速对离心泵外特性的影响，给出描述离心泵动态扬程的广义方程式，并提出了由旋转加速引起的非稳定扬程的概念。首先从理论上研究离心泵启动阶段的内流机理，将离心泵的瞬态扬程转化为稳态扬程和非稳态扬程之和，并建立瞬态流动的动力学方程。其次从试验台结构、测试仪器系统和数据采集系统等方面阐述了离心泵快速启动试验的方法，并提出了数据修正和处理方法。通过对一台小型离心泵的试验，分析了不同阀门管路和

2、不同阀门开度下的启动特性，研究结果对于预防非稳定工况下的水力冲击以及汽蚀等都有重要意义；同时也对一台大型混流泵做了启动试验，为离心泵在武器发射系统上的应用提供了理论依据。同时对离心泵内部流场建立了解析模型，给出描述叶轮加速时离心泵内瞬态流动的控制方程，充分考虑加速质量力的影响，提出了离心泵启动过程瞬态流场解析方法。同时对稳态和瞬态的流场进行解析，并对两者结果进行比较，分析叶轮旋转加速对流体流动的影响。本文的研究给出了小型离心泵快速启动过程瞬态外特性的试验结果，并初步建立了叶轮旋转加速过程内部流场的解析模型，为离心泵启动性能的应用提供了

3、理论基础，丰富了泵的理论和应用研究内容。关键词离心泵；快速启动；瞬态特性；内部流场ABSTRACTAsmalltypecemrifhgalpumpisregardedasinvestigate喇ectinthispaper,thetransientcharacteristicsoftheeenuifugalpumpduringrapidst,Ⅱtingperiodanditsnumericalpredictionmethoda北studiedaccordingas缸'ansientexteriorehar'aeteristieandu

4、nsteadyflowofcentrifugalpump．AccordingtothetheoreticalanalysisOneffectofimpelleraccelerating，thegeneralizedequationofcentrifugalpumpisgiventodescribedynamichead,andtheconceptofunsteadybeadisbroughtforward．First,theflowmechanismoftheeen(rifugalpumpisstudiedfromtheory．The

5、transienthemofthecentrifugalpumpisconvertedinto跚averageheadand8pulseheadbroughtbyimpelleraccelerating．Thetestmethodsofrapidstartingexperimentarcexplainedbyintroducingstructureoftestingbed,designoftestinginstl'umentsystemanddataacquiresystem；anddatarevisingmethodsanddata

6、processingmethodsfileintroducedrespectively．Thebasaltransientcharacteristics，startingperformanceundervariousfinalrotationalspeedsandstartingperformanceundervariousdischargevalveSettingsalrt≥anatyzedbyvariousexperimentstudiesofthecentrifugalpump．Atthesanictime．experiment

7、saricdoneOilthebigcentrifugalpump．TheexperimentalresultsprovidethetheoreticalfoundationandindicatethatthebigcentrifugalpumpusedinAirTurbinePumpEjectionSystemisveryadapted．Thesimulationmethodsofunsteadyflowinpumpa北introduced．Controlequations,whichcalculateacceleratingeff

8、ectadequately,areadvancedtodescribeunsteadypumpflowinducedbyimpelleraccelerating．Theinfluencetointeriorflowofp