發(fā)布時(shí)間：2020-11-22 14:33

　　 離心泵作為最常用的的流體輸送設(shè)備,在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域扮演著不可或缺的角色。實(shí)際應(yīng)用中,由于其復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu),泵內(nèi)流體始終處于三維、粘性和非定常的流動(dòng)狀態(tài),這種非定常流動(dòng)引起的壓力脈動(dòng)對(duì)離心泵的平穩(wěn)運(yùn)行有很大危害,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)�造成葉片折損等典型故障的出現(xiàn)。針對(duì)上述問題,本文以單級(jí)單吸離心泵為研究對(duì)象,以改善泵內(nèi)流體的流動(dòng)狀態(tài)、提高離心泵工作的穩(wěn)定性和可靠性為目標(biāo),在離心泵的葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化以及葉片折損故障的診斷方面開展了相關(guān)研究,具體的研究?jī)?nèi)容如下。(1)在葉輪結(jié)構(gòu)的水力設(shè)計(jì)中,充分考慮到改善泵內(nèi)流體流動(dòng)狀態(tài)這一因素的重要性,以減小能量損失、提高葉輪的抗汽蝕性能以及改善泵內(nèi)流體的流動(dòng)狀態(tài)為目標(biāo),建立優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。將優(yōu)化數(shù)學(xué)模型編寫成M文件,并根據(jù)泵的性能要求確定葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化范圍,利用Matlab軟件中的遺傳算法工具箱對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化。分析優(yōu)化后的方案,離心泵的工作效率、抗汽蝕性能和運(yùn)行穩(wěn)定性都有一定程度的提高。(2)根據(jù)優(yōu)化后的葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù),通過計(jì)算得出與其相匹配的蝸殼部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)。使用Pro/E軟件建立離心泵的三維流體模型,采用ICEM CFD軟件對(duì)泵的流體模型作非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分,最后在Fluent軟件中對(duì)離心泵分別進(jìn)行穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬和瞬態(tài)數(shù)值模擬,得到離心泵內(nèi)部流場(chǎng)的壓力分布云圖以及壓力脈動(dòng)數(shù)據(jù)。對(duì)比優(yōu)化前后泵內(nèi)流場(chǎng)的壓力脈動(dòng)強(qiáng)度,結(jié)果顯示,經(jīng)過優(yōu)化后泵內(nèi)流體的流動(dòng)狀態(tài)得到了改善。(3)建立葉片發(fā)生1/2折損故障的離心泵模型,通過數(shù)值模擬得到故障工況下流場(chǎng)內(nèi)的壓力脈動(dòng)數(shù)據(jù)。采用頻譜分析法對(duì)正常工況和故障工況的壓力脈動(dòng)進(jìn)行分析,比較兩種工況壓力脈動(dòng)信號(hào)的頻譜圖,完成對(duì)離心泵葉片折損故障的判斷識(shí)別。
【學(xué)位單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TH311
【部分圖文】：

第 1 章 緒 論研究背景與研究意義心泵是一種常見的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，多用于流體的輸送作業(yè)，圖 1-1 是單級(jí)單構(gòu)示意圖。由于離心泵體積小、重量輕以及運(yùn)行空間廣等特點(diǎn)，在工業(yè)水、石油化工、和過程裝備等重要領(lǐng)域都有大規(guī)模的應(yīng)用。尤其在工域，隨著工業(yè)技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，生產(chǎn)系統(tǒng)也在逐步向連續(xù)化、一方向發(fā)展[1-3]，人們對(duì)離心泵的使用也提出了更高的要求。離心泵結(jié)構(gòu)上常常在高溫、高速等惡劣環(huán)境下工作，很容易產(chǎn)生一些故障問題，現(xiàn)工作異常，將會(huì)引發(fā)與其配套設(shè)備的連鎖反應(yīng)，造成整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)企業(yè)和社會(huì)造成巨大的損失。因此，為了更好地服務(wù)當(dāng)前生產(chǎn)的需要心泵穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行，成了當(dāng)前離心泵研究領(lǐng)域的一項(xiàng)重要課題。

第 2 章 離心泵葉輪參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化mvhf (x)=P+P+P1蝕余量數(shù)學(xué)模型泵運(yùn)行中葉輪處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，在葉輪的作用下介質(zhì)從泵的出泵腔內(nèi)的壓強(qiáng)接近真空狀態(tài)。由于泵內(nèi)外存在著一定的壓差，促低壓側(cè)流動(dòng)，如果低壓區(qū)域的壓力值接近某極限值（介質(zhì)在該溫為極限值）時(shí)，泵腔內(nèi)發(fā)生汽化現(xiàn)象，介質(zhì)汽化產(chǎn)生的汽泡跟隨力較高的地方時(shí)，汽泡又迅速凝縮、破滅，為了填充這一空間，碰撞，形成液流對(duì)葉輪表面的連續(xù)高速?zèng)_擊，隨著時(shí)間的推移，為持續(xù)的流體沖擊而發(fā)生剝蝕，這種現(xiàn)象稱為汽蝕現(xiàn)象。汽蝕過音、振動(dòng)以及壓力脈動(dòng)等現(xiàn)象，給離心泵的正常運(yùn)行帶來(lái)非常嚴(yán)的吸上裝置為例，如圖 2-1 中K 點(diǎn)就是最容易發(fā)生汽蝕的地方。

燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文( )( )6.72204134.418.76cos0.14882020134.44020coscos20128.5°-°°°°°=+tyü íìú ùê é+-=°qqr型繪制新建一個(gè)草繪文件，以坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心，繪制兩個(gè)直圓，在基準(zhǔn)工具欄下選擇通過方程建立曲線，設(shè)定坐標(biāo)葉片型線方程式(3-5)，繪制完成后的葉片線型曲線如( ( ))( ) íì==**+=*ù018.761cos0.1488206.72134.4zrthetathetat
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4 ХлопеНКоВ.п.р;莊長(zhǎng)融;;關(guān)于離心泵的結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題[J];排灌機(jī)械;1988年06期

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6 丁垣;低壓汽輪機(jī)套裝式葉輪的無(wú)損探傷[J];發(fā)電設(shè)備;1989年12期

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