斜流泵叶轮水力设计及优化研究.pdf

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1、斜流泵叶轮水力设计及优化研究HydraulicDesignandOptimizationforImpellerofMixedFlowPumps2014年6月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已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，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。对本文的研究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：7胡磊绎

2、矽二垆6月7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。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，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学位敝作者

3、签名：闯老年沙叫年加7日指剥撇：纠聊矽肿年‘月7El江苏大学硕士学位论文摘要高效斜流泵水力模型的开发一直是水力机械领域重要和基础的研究方向之一。本文以两台导叶式斜流泵(也称混流泵)为研究对象，通过理论分析、数值计算和模型试验相结合的方法，对斜流泵叶轮水力优化设计、内部流动特性、压力脉动特性和振动特性进行分析与研究。本文的主要工作及成果：1．从叶片设计理论、数值计算和试验研究三个方面，分析了斜流泵国内外研究现状。总结了传统斜流泵叶轮水力设计方法。2．对一比转数为695．8的斜流泵内部流动进行了测试和数值模拟。基于PIV试验，分析

4、了泵进口喇叭管区域的流动。采用SSTk-to、RNGk-e、Standard缸s和Standardk-to等4种不同湍流模型对泵内各工况下的内部流动分别进行了数值计算，结果表明SST舡∞模型的模拟结果与实验值吻合最好，在全流量范围内能更为准确地预测斜流泵能量性能和内部流动特性。3．以叶轮进口安放角∥l、出口安放角应、出口宽度62和包角西等4个几何参数作为优化变量，以泵多个工况下的加权效率最高为目标，建立了一种斜流泵叶轮多工况水力优化方法，其中优化方案用最优拉丁超立方方法确定。应用该方法对--LL转数为436．1的斜流泵叶轮进行

5、了三工况点水力数值优化，并进行了实验验证。结果表明：设计工况(Qd=1350m3／h)下，泵效率由原来的82．1％提高到86％，提高了3．9个百分点，且优化后泵的高效区范围比原来扩宽165m3／h。同时，基于二阶响应面法，建立了这4个几何参数与设计工况下泵能量性能之间的关系。4．对比转数为436．1的斜流泵压力脉动和振动进行了测试，并分析了导叶、出水弯管处的压力脉动时域和频域特性，以及叶轮出口和靠近驱动端小Y、z三方向振动信号的频域特性。结果表明：各测点的压力脉动峰值随流量的增加而逐渐降低；各测点的压力脉动具有一定的周期性，压

6、力脉动频率主要分布在叶频或轴频的倍频上。各测点的振动频率主要出现在轴频和轴频的倍频上，且主频和次频都分布在轴频和2倍轴频处，进一步验证了优化后斜流泵的稳定性。关键词：斜流泵，叶轮，水力设计，优化设计，试验斜流泵叶轮水力设计及优化研究II江苏大学硕士学位论文ABSTRACTDevelopmentofhighefficienthydraulicmodelformixedflowpumphasbeenoneofthefundamentalandimportantresearchtopicsinthefieldofhydraulicm

7、achinery．Twomixedflowpumpswithguidevaneswereinvestigatedinthispaperbyusingtheoreticalanalysis．numericalsimulationandmodeltest．Theresearchmainlyfocusonhydraulicdesign，internalflowcharacteristics，pressurefluctuationandvibrationcharacteristicsformixedflowpump．111emainr

8、esearchcontentsandresultsareasfollowing：．1．nleresearchstatusaboutmixedflowpumpissummarized，includingthebladedesigntheory,numericalsimulati