论湍流抽芯式斜流泵装置水力与振动特性

论文导读：4斜流泵外特性探讨48-684.1探讨对象48-504.2泵内流道三维建模50-514.3网格划分和边界条件51-544.4斜流泵外特性探讨54-614.5斜流泵内流动特性浅析61-664.6本章小结66-685斜流泵内压力脉动探讨68-855.1斜流泵内压力脉动探讨68-755.2斜流泵叶轮振动特性浅析75-835.3压力脉动对叶轮振动的影响835.4本章小结83-856振
摘要：斜流泵是叶片角度全调节的混流泵,其对运转工况的适应性和宽广的高效性,使其得到越来越广泛的运用。进入21世纪以来,在国内大型泵站中,引进了抽芯式斜流泵这种具有优良水力设计的大型混流泵,其最大优点是转子为全抽芯,安装检修十分方便。进水方式采取喇叭口吸水,相应的泵房形式为“湿室型”泵房,可以减小工程投资,但与传统的大型水泵进口采取肘形、钟形或簸箕形进水流道相比,泵吸入口直接以进水池取水,没有条件通过进水流道作流态的进一步调整,同时泵体与水工建筑物之间难以形成固定的结构支撑,由此,泵内流动稳定性很难得到保证,尤其是运转中会产生较强烈的机组振动而导致供水安全隐患。本论文针对实际工程中出现的机组异常振动现象,采取数值模拟策略和现场测试手段,对水泵机组振动的理由做了较为全面的浅析。在水力学计算中,利用几种常用的k-ε模型对泵站进水流道进行数值仿真,通过与模型试验数据的比较,得出Reapzablek-ω模型最适用于泵站进水池流态的模拟；对不同开机组合条件下泵站进水流态进行的数值仿真,验证了该泵站现有整流装置的有效性,讨论了不同开机组合对进水流态及对水泵机组振动的影响。分别利用标准k-ε、RNG k-ε、Reapzable k-ε及SST k-ω等4种常用湍流模型对斜流泵内部流场进行定常数值模拟,利用RNG k-ε模型和大涡模拟策略进行非定常数值模拟,并将计算得到的结果与水泵实测性能曲线进行比较。浅析了不同湍流模型及计算策略对斜流泵内部流场模拟的适用性,结果表明,利用RNG k-ε模型对斜流泵内部流场进行非定常计算所得到的结果精度最高。以此为基础,对斜流泵内部流动特性进行了浅析。浅析了不同流量下斜流泵内压力脉动的特性。结果表明,斜流泵内最大压力脉动发生在叶轮出口处,且该处压力脉动幅值沿径向向外侧逐渐增大,指出对叶轮出口位置和叶轮轮缘处的结构设计进行优化是减轻斜流泵内压力脉动强度的有效策略；偏工况运转会导致斜流泵内压力脉动的加剧,且偏离设计工况越远,脉动幅值越大,在偏离设计工况的条件下,斜流泵特别要避开在小流量区内运转；斜流泵内压力脉动的主要频率与其转轮的通过频率相等,故设计时应对斜流泵的转轮等这些主要部件进行模态浅析,以避开出现共振产生的条件。通过对转轮的模态进行浅析,结果表明水力性能优良的斜流泵内压力脉动不会引发其转轮发生共振或低倍谐共振。斜流泵机组的振动测试。结果表明,机组振动随其叶片角度的增大而增强,随开机台数的增加而降低,机组对称运转可减弱其振动；机组开机时的冲击力使水泵主轴出现的偏移,导致了机组的异常振动,倡议尽量减少机组的启停次数,并采取软启动技术减小机组启动时的冲击力,进而减轻机组运转时的振动。关键词：抽芯式斜流泵论文湍流模型论文进水流态论文压力脉动论文共振论文振动测试论文
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Abstract8-12
1 绪论12-21

1.1 探讨背景12-13

1.2 探讨近况13-19

1.3 本论文主要内容19-21

2 三维湍流数值计算策略21-33

2.1 湍流制约方程21

2.2 湍流数值模拟策略21-23

2.3 湍流模型23-27

2.4 壁面函数法27-29

2.5 湍流流场的离散及求解29-32

2.6 本章小结32-33

3 泵站进水流态仿真33-48

3.1 探讨对象33-34

3.2 三维建模和网格划分34-35

3.3 制约方程和边界条件35-36

3.4 湍流模型的比较36-39

3.5 不同开机组合下进水流态39-47

3.6 本章小结47-48

4 斜流泵外特性探讨48-68

4.1 探讨对象48-50

4.2 泵内流道三维建模50-51

4.3 网格划分和边界条件51-54

4.4 斜流泵外特性探讨54-61

4.5 斜流泵内流动特性浅析61-66

4.6 本章小结66-68

5 斜流泵内压力脉动探讨68-85

5.1 斜流泵内压力脉动探讨68-75

5.2 斜流泵叶轮振动特性浅析75-83

5.3 压力脉动对叶轮振动的影响83

5.4 本章小结83-85

6 振动测试及信号浅析85-102

6.1 现场测试系统85-86

6.2 测点布置86-88

6论文导读：.3振动信号浅析88-926.4测试结果及浅析92-1016.5本章小结101-1027结论与展望102-1057.1论文工作总结102-1047.2未来探讨展望104-105参考文献105-113致谢113-114攻读博士学位期间发表的论文114上一页12
.3 振动信号浅析88-92

6.4 测试结果及浅析92-101

6.5 本章小结101-102

7 结论与展望102-105

7.1 论文工作总结102-104

7.2 未来探讨展望104-105

参考文献105-113
致谢113-114
攻读博士学位期间发表的论文114