本論文在對目前自吸泵研究成果總結(jié)的基礎(chǔ)上,提出了新的設(shè)計方法,設(shè)計了一臺導(dǎo)葉立式自吸泵,改進并簡化了自吸結(jié)構(gòu),提高了泵的使用可靠性,取得了一定的成果。雖然目前應(yīng)用傳統(tǒng)的離心泵設(shè)計理論來設(shè)計導(dǎo)葉離心泵已經(jīng)很成熟,但對影響導(dǎo)葉自吸泵自吸性能的因素還不清楚,主要根據(jù)經(jīng)驗來選取參數(shù),對其內(nèi)部流場流動規(guī)律的研究不多。因此利用ANSYS-ICEM和CFX軟件,采用大渦模擬方法,對導(dǎo)葉立式自吸泵內(nèi)部流場進行了分析研究,并對其泵體進行了優(yōu)化設(shè)計,zui后制造出模型泵實型,進行實驗驗證。本文的主要工作如下:（1）總結(jié)了自吸泵的研究現(xiàn)狀和前人的研究成果,提出了一種新型的導(dǎo)葉立式自吸泵的設(shè)計理論及方法,并設(shè)計了一臺導(dǎo)葉立式自吸泵模型,屬于外混式自吸泵,葉輪為閉式葉輪,不設(shè)蝸殼。葉輪后能量的轉(zhuǎn)換在導(dǎo)葉流道內(nèi)部完成。（2）利用Pro/E對泵流道進行三維實體造型,簡要介紹了網(wǎng)格生成技術(shù),選用四面體/非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格,并利用ANSYS提供的軟件ICEM進行網(wǎng)格劃分。（3）利用CFX軟件對泵內(nèi)三維定常單液相流場進行了數(shù)值模擬,得到了內(nèi)部流動特征。對泵內(nèi)氣液兩相進行了數(shù)值模擬,顯示了自吸時氣液兩相流場分布情況。應(yīng)用大渦模型（LES）進行了三維非定常數(shù)值模擬,對泵內(nèi)非定常壓力脈動情況進行了監(jiān)測,結(jié)果表明:泵內(nèi)的壓力脈動呈現(xiàn)有規(guī)律的周期性變化,流體的脈動幅值從葉輪向出口逐漸減小,葉輪轉(zhuǎn)頻始終是影響壓力脈動的主要因素。zui后對不同流量下的壓力脈動進行了對比,發(fā)現(xiàn)偏離*工況運行時,壓力脈動幅值都有所增大,并且大流量工況要優(yōu)于小流量工況。（4）采用CFX軟件對不同工況下的模型泵內(nèi)部流動進行數(shù)值模擬,得到了外特性變化規(guī)律。利用正交優(yōu)化方法研究了主要參數(shù)對性能影響的主次順序,并找到了*的參數(shù)組合。（5）對導(dǎo)葉立式自吸泵做了性能試驗,與性能預(yù)測結(jié)果進行了對比。通過試驗研究,驗證了導(dǎo)葉立式自吸泵的設(shè)計方法的合理性。同時,與數(shù)值計算結(jié)果比較,肯定了所選模型及計算方法的正確性。 

    自吸泵的工作原理是：水泵啟動前先在泵殼內(nèi)灌滿水（或泵殼內(nèi)自身存有水）。啟動后葉輪高速旋轉(zhuǎn)使葉輪槽道中的水流向渦殼，這時入口形成真空，使進水逆止門打開，吸入管內(nèi)的空氣進入泵內(nèi)，并經(jīng)葉輪槽道到達(dá)外緣。自吸泵屬自吸式離心泵，它具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、運行平穩(wěn)、維護容易、效率高、壽命長，并有較強的自吸能力等優(yōu)點。管路不需安裝底閥，工作前只需保證泵體內(nèi)儲有定量引液即可。不同液體可采用不同材質(zhì)自吸泵。

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