不銹鋼多級離心泵復(fù)合葉輪無過載特性

　　目前，研究人員己對無過載不銹鋼臥式多級離心泵和復(fù)合葉輪低比轉(zhuǎn)速不銹鋼臥式多級離心泵進(jìn)行了大量研究，但對無過載復(fù)合葉輪不銹鋼臥式多級離心泵研究還很少。長沙中聯(lián)泵業(yè)技術(shù)專家對復(fù)合葉輪不銹鋼臥式多級離心泵無過載性能進(jìn)行正交試驗研究，取得的研究成果和創(chuàng)新點。

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　　1、從外特性試驗研究、理論及數(shù)值研究、內(nèi)部流場測試以及優(yōu)化設(shè)計四個方面總結(jié)了復(fù)合葉輪不銹鋼臥式多級離心泵國內(nèi)外研究進(jìn)展，并簡要介紹了無過載不銹鋼臥式多級離心泵研究概況。

　　2、介紹了全流場性能預(yù)測原理，借助于Fluent數(shù)值模擬軟件分別對普通葉輪不銹鋼臥式多級離心泵、復(fù)合葉輪不銹鋼臥式多級離心泵和無過載復(fù)合葉輪不銹鋼臥式多級離心泵進(jìn)行全流場性能預(yù)測及流場分析。性能預(yù)測結(jié)果與實驗結(jié)果對比表明，全流場性能預(yù)測與實驗結(jié)果較為一致。對三臺模型泵內(nèi)部流場的分析從靜壓力場、相對速度場兩方面進(jìn)行，初步揭示了一些無過載復(fù)合葉輪不銹鋼臥式多級離心泵內(nèi)部流動規(guī)律：與普通設(shè)計復(fù)合葉輪離心泵相比，無過載復(fù)合葉輪不銹鋼臥式多級離心泵內(nèi)部壓力梯度較小，而在大流量區(qū)，普通設(shè)計泵內(nèi)壓力等值線分布更加均勻;各工況下無過載泵具有更為均勻的速度分布。

　　3、根據(jù)朱祖超改進(jìn)的Pfleiderer滑移系數(shù)公式，首次推導(dǎo)出了復(fù)合葉輪不銹鋼臥式多級離心泵揚程及軸功率極值點預(yù)估公式，根據(jù)現(xiàn)有試驗結(jié)果對軸功率極值點公式進(jìn)行初步修訂，并對揚程和軸功率極值點預(yù)估修訂公式進(jìn)行試驗驗證。結(jié)果表明，可以在設(shè)計前利用揚程預(yù)估公式對復(fù)合葉輪不銹鋼臥式多級離心泵揚程進(jìn)行預(yù)測，而軸功率預(yù)估修訂公式的有效性還需要進(jìn)一步的試驗驗證，從而指導(dǎo)工程實踐。

　　4、選擇對復(fù)合葉輪不銹鋼臥式多級離心泵無過載性能影響較為重要的葉片出口安放角及、葉片出口寬度、分流葉片進(jìn)VI直徑D;和喉部面積E四個幾何參數(shù)為變化因素，確定了復(fù)合葉輪不銹鋼臥式多級離心泵無過載研究的正交試驗方案。采用基于Fluent的全流場數(shù)值模擬預(yù)測進(jìn)行正交試驗，并通過實物成型試驗對Fluent預(yù)測正交試驗選優(yōu)方案進(jìn)行驗證。對模擬結(jié)果和試驗結(jié)果的極差與直觀圖進(jìn)行分析，分別得出因素對各性能指標(biāo)影響的主次順序，并分別得出了正交試驗選優(yōu)方案。對比數(shù)值模擬和實物試驗結(jié)果及選優(yōu)結(jié)果，可以看到，利用全流場數(shù)值模擬對復(fù)合葉輪不銹鋼臥式多級離心泵進(jìn)行性能預(yù)測，從而進(jìn)行正交試驗研究，得出較優(yōu)的設(shè)計方案是可行的，可以大大減少試驗成本，縮短試驗時間，指導(dǎo)工程實踐。