技术应用
长冲程砂料运转泵体的研发
2012-08-23 12:43  

  泵体的水力模型(SPA型)研发水力设计水力设计的目标是提高扬程和水力性能,创造良好的流道流动条件,以减轻砂料磨损程度。按常规水力设计方法进行初步设计,同时吸收优秀同类产品的技术特色,调整几何设计参数以逼近理想的流道形状。应用流动计算分析优化水力模型(泵轮、泵壳)的设计,对设计结果进行了三维湍流数值分析,根据分析结果对设计进行修正,使之达到满意的流动分析结果。泵轮叶片的设计。

  叶片设计的基本特点如下:叶片为三维曲面型式。三维曲面型式的叶片流道可创造良好的流动条件,有效减少了进口水力损失。叶片数。采用三叶片方案,利于泵轮的砂料过流能力,但对水力性能(水力效率)的提高增加了难度。通过在流道设计中所做的努力,既确保了满足水力性能的高要求,又照顾了砂料运转的特点。叶片绘型方法。水力计算的程序是按水轮机设计的习惯编制的。计算步骤为:轴面流道设计划分轴面流线给定各轴面流线的水流角沿流线长度的光顺分布规律,按一元理论进行绘型计算经过反复绘型,调整分布规律至曲面光顺得到初步叶片绘型结果。流动分析与修型。应用流动计算分析优化水力模型,应用Fluent软件对设计结果进行流动分析,根据计算结果的流线绕流形状、流速和压力分布情况,调整叶片曲面形状。应用设计软件设计时,绘型曲面的积分是基于各轴面流线的水流角沿流线长度的分布规律的,因此,根据流动分析结果来修正流线的切线夹角(水流角),可直接反映到绘型曲面的形状上。叶片造型。经过流动计算分析和叶片绘型修正,得到叶片曲面的设计结果。

  原型泵体(255SP)的选型设计针对本项目的任务要求,在SPA模型泵型的基础上设计的255SP泵体主要结果如下:叶轮直径D2=750mm;转速n=750r/min;比尺效应水力效率换算公式(MOODY)为=K(1-mmax)1-D1D202式中,K=050;比尺效应水力效率修正值=109%.原型泵*大效率为8269%.

  原型泵性能特性满足设计要求。原型流量在QP=8001000m3/h范围内,对应的清水扬程H0为516545m,满足管道运转和几何扬程需要;空化余量NPSHP为248278m;清水效率为765%801%;*优清水效率为8269%,满足研发指标。255SP型泵体的产品设计255SP泵体的设计特点如下。

  泵体结构及耐磨设计耐磨性能是疏浚泵体的重要指标。除了在水力设计上尽量优化出合理的流道外,材料的抗磨性对泵体寿命起着决定性的作用。黄河疏浚工程的特点是施工地点、运转距等因素变化很大。对某一应用泵型的投入必须考虑其成本与运转量的比较。高成本的抗磨泵虽然寿命较长,但对适应工程发展的转型来说则是不经济的选择。而普通材质的泵体则因使用寿命短而导致了生产效率低、维护工作量大的问题。针对使用特点,我们对泵体的抗磨问题专门研究了防护工艺,既有效地提高泵体的耐磨性,又控制了制造成本的增加。

  结语255SP泵体的研发尝试了新的设计思想和方法,通过CAD、CFD和模型试验的结合,开发出了满足工程要求的SPA型心泵。在SPA的基础上,综合考虑设备性能、制造成本、运行经济以及与现有工程设备配套等因素,优化出255SP型试验泵的参数和单泵及加压运转两个工程方案。新研发的泵体水力性能超过82%,NPSH小于4m,运行工况满足工程项目的运行要求。

  

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