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消防泵作为消防给水系统中核心部件之一,在火灾扑灭的过程中起到至关重要的作用,其性能的好坏直接决定了火灾造成损害的程度。与常规水泵相比,消防泵设计要求更高,不仅需要保证0Q_d、1.0Q_d和1.5Q_d三个流量下的扬程和设计点的效率,还要兼顾1.5Q_d工况的汽蚀性能和各工况下的振动指标,这为高性能消防泵设计带来了较大挑战。本文对一台比转速n_s=24.7的离心式消防泵进行了数值计算、优化设计及试验测量,以期为我国消防泵设计提供一定的借鉴。本文的主要研究内容和成果如下:1.基于CFD对各工况下的消防泵性能进行了非定常数值计算及分析,结果表明:消防泵扬程曲线出现驼峰,设计点效率为37.79%;不同工况下径向力的矢量分布在均呈现出六齿形分布;叶片工作面出口处的压力波峰出现相位角滞后现象;消防泵在1.0Q_d、1.2Q_d、1.4Q_d及1.5Q_d工况下的汽蚀余量分别为2m、2.10m、2.25m、2.45m。2.搭建了消防泵性能试验台,对消防泵的性能进行了试验测量,结果表明:消防泵扬程曲线出现驼峰现象,1.0Q_d工况下扬程为75.68m,效率为36.84%;设计工况下,出口处压力脉动的最大落差达到设计点扬程的5.94%;主测点上的振动烈度最大值为3.32mm/s;1.0Q_d、1.2Q_d、1.4Q_d及1.5Q_d工况下泵的汽蚀余量分别为1.95m、2.04m、2.16m、2.38m。3.对消防泵进行了水力优化,数值结果表明:1.0Q_d工况下,最佳方案的扬程和效率分别为74.51m和41.03%,消除了驼峰;最佳方案方案进口的涡核分布明显少于原方案;最佳方案流道内压力脉动的最大峰值比原方案降低了40.2%;1.5Q_d工况下,最佳方案的径向力比原方案降低了50.7%;1.0Q_d、1.2Q_d、1.4Q_d、1.5Q_d工况下最佳方案的NPSHr较比原方案分别降低了17.5%、14.2%、17.7%、18.3%。4.对最佳方案进行了试验测量,结果表明:优化后,1.0Q_d工况下消防泵的扬程为74.43m,效率为40.22%,比优化前提高了3.38个百分点,并消除了驼峰现象;优化后,0Q_d、1.0Q_d及1.5Q_d工况下出口压力脉动系数的最大落差平均降低了47.12%;优化后,设计工况下进口压力脉动频域1倍叶频处的峰值降低了38.2%;优化后,主测点上的最大振动烈度降低28.9%;优化后,1.0Q_d、1.2Q_d、1.4Q_d及1.5Q_d工况下消防泵的汽蚀余量分别降低了21.5%、17.6%、15.7%、16.8%。