大流量射流泵装置的设计与性能试验.pdf

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1、大流量射流泵装置的设计与性能试验DesignandPerformanceExperimentofJetPumpDevicewithLargeFlow姓2014年5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，均已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：彳{I凌叠纠【f年多凡7日学位论文版权使

2、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院办理。本学位论文属于不保密日。学位论文作者签名：荔f蒜毖砂H年6月j7日指导教师签名：v／'-／年6月』

3、日江苏大学硕士学位论文摘要本课题来源于“十二五”国家高科技研究发展计划("863”计划)“精确喷灌技术与产品”(编号：2011AAl00506)。我国水资源匮乏，河床水位逐年下降，很多地区水位距地面达8m以上。离心泵作为常用抽水装置，吸上高度一般只有5m左右。射流泵装置是一种高吸程抽水装置，吸程可达8m以上，可解决一般离心泵吸程低的难题。本文开发的大流量射流泵装置，可用于高水位地区的灌排取水。本文采用理论分析、数值模拟和试验等研究手段，对大流量射流泵装置进行了设计研究和性能分析。主要工作有：(1)提出了利用射流泵装置汽蚀沉没度检验装置汽蚀性能的方法，推导了临界气蚀沉

4、没度的计算公式，并对吸入液体为水时的公式进行了简化，同时通过射流泵装置抽吸深度试验验证计算结果的准确性。结果表明：试验泵发生汽蚀时的沉没度试验值与计算值相对误差在4％以内。(2)选用标准k-e模型、RNGk-e模型和Realizable缸s模型三种不同的湍流模型对原型泵进行数值计算，比较原型泵的性能试验结果和数值计算结果，得到了使用不同湍流模型时射流泵性能数值模拟的准确性。结果表明：RNGk-e模型能够比较准确地模拟射流泵的内部流场。(3)采用数值模拟的方法，对射流泵垂直和水平安装时的水力性能进行分析。针对射流泵在射流泵装置中垂直安装的特殊性，根据数值模拟得到的射流

5、泵效率最高值与喉管长度的关系，推导了垂直安装时的最佳相对喉管长度公式。结果表明：由于重力场的影响，射流泵垂直安装时射流核心区垂直向下移动；与传统最佳相对喉管长度随面积比变化曲线相比，斜率相同但截距较小。通过对三种不同吸入口方向的射流泵的性能进行数值模拟分析，比较各流量比下的效率，发现射流泵吸入口方向与喷嘴方向平行时的效率要优于其他吸入I：3方向时的效率。(4)借鉴射流泵经验设计方法和相似定理设计方法，分别设计了大流量射流泵装置中射流泵的水力结构。通过数值模拟预测比较两种方案所得射流泵的水力性能，发现采用经验理论设计得到的射流泵水力性能更优。大流量射流泵装置的设计与性

6、能研究(5)为了得到射流泵样机性能最佳时的尺寸组合，采用单因素试验方法，确定9组不同面积比与喉嘴距的组合方案进行射流泵水力性能试验。试验结果表明，喷嘴直径为13ram、喉嘴距为13mm时射流泵效率最优。采用最优尺寸方案作为射流泵最终尺寸，通过装置性能预测公式计算得到射流泵装置在8m及lOm吸程时的工作性能。计算表明：吸上流量在lOm3／h以上时，装置扬程均在40m以上，满足设计要求。装置效率最高达到20％以上，高于目前的小流量射流泵装置的效率。关键词：射流泵装置，射流泵，高吸程，大流量，数值模拟，结构优化Ⅱ江苏大学硕士学位论文ABSTRACTThisresearch

7、comesfromnationalhigh—techresearchanddevelopmentprogram”preciseirrigationtechnologyandproduct”fProjectNo．2011AAl00506)Becauseofthelackofwater．thewaterlevelbecamemorethan8mofrtheground．Acentrifugalpumpisgenerallyonly5mPumpinginstallationheight．Thejetpumpdeviceisakindofhighsuctiondevic