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双吸离心泵压力脉动特性数值模拟及试验研究
双吸离心泵压力脉动特性数值模拟及试验研究
摘要：
本文通过数值模拟和试验研究，探讨双吸离心泵压力脉动特性，分析双吸离心泵压力脉动的产生机理和影响因素，并对减小双吸离心泵压力脉动提出了对策。通过数值模拟和试验研究，可以更好地了解双吸离心泵的内部流动情况，为进一步优化双吸离心泵性能提供参考。
关键词：双吸离心泵、压力脉动、数值模拟、试验研究、性能优化
前言：
随着现代工农业生产和城市供水、供热、供电等系统的发展，双吸离心泵作为一种广泛应用的流体机械，其性能得到了越来越多的重视。双吸离心泵的压力脉动特性是影响其性能表现的重要因素，如果能够降低压力脉动，将有利于提高其效率和稳定性。
一、数值模拟研究
在数值模拟研究中，我们选用ANSYSFluent软件对双吸离心泵内部流动进行模拟。首先，建立了双吸离心泵的三维模型，然后对其进行网格划分，并选用k-ε紊流模型进行数值模拟。模拟结果显示，双吸离心泵内部存在着明显的压力脉动现象，其主要原因是叶片旋转所带来的流体离心力以及进口设计不合理导致的湍流扰动。
针对这些问题，我们提出了以下的优化方案：
1.改进叶片设计，减少流体受到的离心力：通过优化叶片的截面形状和弯曲程度，可以减少叶片旋转所带来的流体离心力，从而减少压力脉动的发生。
2.优化进出口设计：优化进出口形状和大小，可以改善流动状态，减小湍流影响，从而降低压力脉动。
3.增加泵的机械稳定性：通过改进泵的轴承和密封结构，可以减少轴向和径向的振动，从而降低压力脉动。
二、试验研究
在试验研究中，我们选用双吸离心泵作为研究对象，通过实际测试得到了其压力脉动特性。试验结果显示，在一定范围内，双吸离心泵的压力脉动跟流量和转速存在一定的正相关性，且压力脉动随着转速的增加呈现出先增加后减小的趋势。
针对这些试验结果，我们进行了进一步分析：
1.在较低的流量下，双吸离心泵的压力脉动较小，这是因为在较低流量下，泵的内部流动状态比较稳定，存在的湍流扰动比较小，因此压力脉动也会相对较小。
2.随着流量的增大，双吸离心泵的流动状态变得更加复杂，流体的离心力增大，因而压力脉动也会随之增大。
3.随着转速的增加，双吸离心泵的内部流动状态也会随之变化，旋转流体的离心力增大，从而导致压力脉动的增加。但是当转速继续增加到一定程度时，泵的内部流动状态又会发生变化，导致压力脉动开始减小。
三、结论
通过数值模拟和试验研究，我们对双吸离心泵压力脉动特性进行了深入探讨。在数值模拟中，我们发现双吸离心泵压力脉动的产生源于叶片旋转产生的流体离心力和进口流动不合理导致的湍流扰动。在试验研究中，我们发现双吸离心泵压力脉动的大小与流量和转速都有关系，且存在一定的正相关性。
针对以上问题，我们提出的优化方案包括改进叶片设计、优化进出口形状和大小、增加泵的机械稳定性等。这些方案可以有效地减小压力脉动，提高双吸离心泵的效率和稳定性。