矿用高速抢险泵及其诱导轮的性能与汽蚀特性实验研究

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1、分类号ＴＨ３１１密级公开ＵＤＣ６２１．６７１编号１０２９９Ｂ１３１１０１１Ｊｍａ＾ＵＵＮＩ＾Ｅ＾ｆＹ博士学位论文ＤＯＣＴＯＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ＃论文题目：矿用高速抢险泉及其诱导轮的件能与汽蚀特性实验研究学科专业：化工过程机械作者姓名：指导教师：孔繁余研究员答辩日期：２０１７年１２月Ｉ独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文立进行研宄，是本人在导师的指导下，独工作所取得的成果。除文中己注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果

2、，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年丨切日学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊（光盘版）电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文一。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会

3、提供查询，授权中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布（包括刊登）授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密ｅ／学位论文作者签名：指导教师签名：４１。年２■月处日＞年月日丨了分类号TH311密级公开UDC621.671编号10299B1311011博士学位论文矿用高速抢险泵及其诱导轮的性能与汽蚀特性实验研究指导教师孔繁余研究员申请学位级别工学博士专业名称化工过程机械论文提交日期2017年11月论文答辩日期2017年12月学位授予单位和日期江苏大学2017年12月答

4、辩委员会主席评阅人2017年12月ClassifiedIndex：TH311UDC：621.671Ph.D.DissertationExperimentalResearchonthePerformanceandCavitationCharacteristicsofMineHighSpeedRescuePumpandInducerByXiaBinMajor：ChemicalProcessandMachinerySupervisor：Prof.KongFanyuJiangsuUniversityDecember，2017江苏大学博士学位论文摘要矿用抢险泵是泵和电机

5、合二为一的大功率潜水泵，流量大、扬程高，广泛应用于煤矿排水，矿井发生透水时用以尽快实施排水救援。由于现有的矿用抢险泵自身质量重、尺寸大，需要把泵分拆后运到井下再完成组装，耗时长，影响救援。本文研究的矿用高速抢险泵采用变频技术提高泵转速，具有流量大、扬程高、体积小，质量轻等特点，能够快速完成整机下井安装，对煤矿透水进行紧急排水救援，快速恢复生产。然而目前矿用高速抢险泵在国内外都缺乏研究。矿用抢险泵的高速化，带来了一系列新的问题。如高速泵水力性能、高压结构、高速下汽蚀、电机冷却和轴向力平衡等都是矿用高速抢险泵亟待研究和解决的问题。本论文来源课题属于国家科技支撑计划

6、项目《煤矿透水快速救援排水设备研究与开发（水陆两用移动式排水系统）》，课题编号为2013BAK06B02。其研究目的为设计开发出一种新型大功率、高扬程和小体积的高转速矿用抢险泵。以开发实型样机为研究对象，应用理论计算、数值模拟与实验相结合的研究方法，对矿用高速抢险泵进行了高速水力设计、结构设计，并在机组轴向力平衡、诱导轮的外特性性能和汽蚀特性等方面进行了研究。本文主要研究内容及创新性成果如下：1．系统地总结了国内外大功率潜水泵、高速泵和诱导轮的研究现状，及其发展趋势。概述了泵内流场分析的研究进展及计算软件的发展应用状况。探讨了泵机组的轴向力平衡，以及诱导轮流场

7、可视化的研究与实验方法。为矿用高速抢险泵研发，关键技术的攻克打下了基础。2．研发了一个系列三个规格的新型矿用高速抢险泵样机，并进行实验研究。开发的GFQ200-500型、GFQ150-700型和GFQ100-1000型矿用高速抢险泵通过了国家科技支撑计划项目验收，经国内外的查新表明，目前国内外均没有类似矿用高速抢险泵产品，矿用高速抢险泵具有创新性。3．探讨了矿用高速抢险泵的外特性数值模拟方法。数值计算中考虑转动部件间隙和腔体影响，对全流场三维造型和模型简化进行了研究。分析了泵内部流场。实验研究了矿用高速抢险泵的外特性，首次得到外特性实验数据，并分析了I江苏大学

8、博士学位论文其性能随转速改变的变化规律