PDF《基于 Fluent 的无过载离心泵改型设计*》

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9 年9月农业机械学报第40 卷第9期基于 Fluent 的无过载离心泵改型设计* 王洋何文俊 ( 江苏大学流体机械工程技术研究中心, 镇江 212013) =摘要>

针对无过载离心泵在性能方面的不足, 提出了采用加大流量法和堵塞流道法相结合的无过载离心泵 设计方法.

并根据这一设计理念, 在利用商业软件 Fluent 对离心泵进行性能预测的基础上, 对IS50 -32 -160 型无过 载离心泵进行了

3 次改型尝试.预测结果表明: 采用这一设计方法, 可以有效地增加无过载离心泵的扬程、 提高效 率, 改善无过载离心泵的性能.可为低比数离心泵的优化设计提供参考. 关键词: 离心泵 无过载 加大流量法 堵塞流道法 Fluent 改型 中图分类号: TH311 文献标识码: A Improved Attempt of Non -overload Centrifugal Pumps Based on Fluent Wang Yang He Wenjun ( Technology and Research Center of Fluid Machinery Engineering , Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China) Abstract T he performance deficiency of non -overload centrifugal pumps w as analyzed. A design idea of non -overload centrifugal pumps w as suggested that combined the enlarged flow design w ith the clogged flow passage design. And, three improved attempts on IS50 -32 -160 non -overload centrifugal pump w ere carried out supported by commerce softw are Fluent to forecast the performance of centrifugal pumps. The forecast results indicate that by adopting this design thought, the head and efficiency of non -overload centrifugal pumps is increased. Furthermore, a reference is provided for optimal design of low specific speed centrifugal pump. Key words Centrifugal pump, Non -overload, Enlarged flow design, Clogged flow passage design, Fluent, Improved attempt 收稿日期:

2009 -01 -06 修回日期:

2009 -02 -26 * 国家/ 8630高技术研究发展计划资助项目( 2006AA100211) 作者简介: 王洋, 副研究员, 主要从事流体机械及工程研究, E - mail: pgw y@ujs. edu. cn 引言 低比数离心泵因其具有小流量高扬程的特点, 广泛应用于农业灌溉、 城市供水、 锅炉给水、 矿山、 石 油和化工等领域.但低比数离心泵也有其自身的缺 点, 特别是轴功率曲线随着流量的增大而急剧上升, 最大轴功率与设计点轴功率之比远大于一般离心泵 的相应值 [ 1] .由于泵的实际运行工况点经常变动, 所以低比数离心泵很容易在大流量区域引起配套电 动机过载.为此生产厂家往往选择更大功率的配套 电动机, 来避免电动机过载.这种/ 大马拉小车0 的 现象, 对电力资源造成了浪费.所以采取措施, 降低 离心泵的轴功率, 实现无过载特性可以保证机组的 低成本和可靠运行[ 2] .

1 改型设计思路 针对低比数离心泵的这一特点, 国内外许多专 家进行了大量卓有成效的研究工作, 并逐渐形成了 一套比较成熟的无过载理论与设计方法.该方法主 要是通过选择合理的水力设计参数来降低轴功率, 实现无过载特性, 其公式[ 3] 为Pmax= Q

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3 2PD2 b2 U2 R2 tan B2 (1) 由式(1)可以看出: 取较小的叶片出口角 B2, 可 以有效地防止无过载.文献[ 4] 提出无过载离心泵 的B2 应取 8b~

15 b.有研究表明, 叶轮出口宽度 b2 对无过载泵性能的影响最大 [ 5] , 所以为了防止电动 机的过载, 在设计时应取较小的 b2.除此以外, 因 为在无过载设计中选取了较小的 B2 和b2, 应适当 加大叶轮外径 D2. 但是, 按传统的无过载理论设计的离心泵也有 其不足之处: 在无过载设计过程中若选取较大的叶 轮外径 D 2, 由于圆盘摩擦损失与叶轮外径的