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双吸离心泵的应用相当广泛,不论工厂、矿山、城市给水排水还是农田排灌均可使用。它与单吸泵相比,有较大的流量,较好的吸上性能;与混流泵比,有较高的扬程。
本课题采用CFD数值模拟计算方法,对KS2500型单级双吸离心泵在设计流量与大流量、小流量等不同运行工况下进行全流场三维湍流数值模拟,对该离心泵内部流动特性进行了较为深入的研究,旨在得到KS2500型单级双吸离心泵叶轮及其过流部件的最优设计方案,本课题的主要研究内容和所做的主要工作如下:
1.基于传统的离心泵一元设计理论,结合离心泵的速度系数法,根据本课题给定的基本设计参数,完成了KS2500型单级双吸离心泵的叶轮、蜗壳及半螺旋型吸入室的水力设计,得到KS2500型单级双吸离心泵的初始设计方案。
2.利用复合形法,针对影响离心泵水力损失的叶片出口角、叶片出口宽度、叶轮外径三个主要因素,以水力损失为目标函数,确定合适的约束范围,从而建立了完整的数学模型。利用FORTRAN语言通过直接寻优的复合形法对数学模型进行了计算,最终得到了约束范围内的最佳变量组合。
3.整机数值模拟计算基于连续方程和雷诺时均Navier-Stockes方程,采用标准k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,在0.6Q、0.8Q、1.0Q1.2Q、1.4Q等不同运行工况进行了三维湍流数值模拟研究。计算得到了设计模型方案内部流动速度场和压力场的分布特征,得到了KS2500型单级双吸离心泵内部的压力和速度分布规律。