高效平面S形轴伸泵装置优化设计与模型试验-农业机械学报.PDF

２０１７年 １２月 农 业 机 械 学 报 第 ４８卷 第 １２期 ｄｏｉ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１７．１２．０１５ 高效平面Ｓ形轴伸泵装置优化设计与模型试验 １ ２ １ ２ １ 刘　超 　张　松 　谢传流 　钱　军 　谢荣盛 （１．扬州大学水利与能源动力工程学院，扬州 ２２５１００；２．扬州市勘测设计研究院有限公司，扬州 ２２５００７） 摘要：平面 Ｓ形轴伸泵装置是低扬程泵站的重要装置，现有的平面 Ｓ形轴伸泵装置效率较低，难以推广应用。对传 统的Ｓ形弯管和流道进行优化设计，提出平面 Ｓ形轴伸泵装置方案，通过 ＣＦＤ数值模拟计算，获得了全流道内部流 场，显示了优良的流动特性，进水流道出口轴向流速均匀度达到９９２％以上。泵装置在高精度水力机械试验台进 行试验，其性能在水泵叶片角２°下流量 Ｑ＝２４４２１Ｌ／ｓ，扬程Ｈ＝２００３ｍ，最高装置效率为７８３５％。在叶片角 －２° 下，流量 Ｑ＝２３２Ｌ／ｓ，扬程 Ｈ＝１０５ｍ，效率为６８％，满足设计运行工况运行要求；叶片角 －２°下最高效率点出现在 Ｑ＝２１３７９Ｌ／ｓ、扬程 Ｈ＝１７４ｍ，效率为７７１％。泵装置最高运行扬程大于３ｍ，满足泵站最高扬程运行要求。模 型泵装置试验的结果，验证了数值计算结果，二者在高效区一致。在叶片角度 －４°、－２°、０°和２°，扬程 １７～２０ｍ 时，模型试验最高泵装置效率为７７１％ ～７８３５％，达到实际工程应用的较高要求。高效平面 Ｓ形轴伸泵装置在黄 金坝闸站实际工程应用表明，泵机组运行平稳，性能良好。 关键词：轴伸泵；Ｓ形；弯管；流道；性能 中图分类号：ＴＨ３１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００１２９８（２０１７）１２０１３２０９ ＯｐｔｉｍａｌＤｅｓｉｇｎａｎｄＭｏｄｅｌＴｅｓｔｏｆＨｉｇｈＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＳｓｈａｐｅｄ ＳｈａｆｔＥｘｔｅｎｓｉｏｎＰｕｍｐＳｙｓｔｅｍ １ ２ １ ２ １ ＬＩＵＣｈａｏ　ＺＨＡＮＧＳｏｎｇ　ＸＩＥＣｈｕａｎｌｉｕ　ＱＩＡＮＪｕｎ　ＸＩＥＲｏｎｇｓｈｅｎｇ （１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＨｙｄｒａｕｌｉｃａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＹａｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｚｈｏｕ２２５１００，Ｃｈｉｎａ ２．ＹａｎｇｚｈｏｕＳｕｒｖｅｙＤｅｓｉｇｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｙａｎｇｚｈｏｕ２２５００７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｓｈａｐｅｄｓｈａｆｔｅｘｔｅｎｓｉｏｎｐｕｍｐｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｄｅｖｉｃｅｆｏｒｌｏｗｌｉｆｔｐｕｍｐｉｎｇｓｔａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇＳｓｈａｐｅｄｅｘｔｅｎｓｉｏｎｐｕｍｐｓｙｓｔｅｍｃａｎｎｏｔｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｕｓｅｒｓ，ｓｏｉｔｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｂｅ ａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅｐｒａｃｔｉｃｅ．ＢａｓｅｄｏｎＣＦＤｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ａｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌＳｓｈａｐｅｄ ｂｅｎｄｗａｓｍａｄｅ，ａｎｅｗＳｓｈａｐｅｄｓｈａｆｔｅｘｔｅｎｓｉｏｎｐｕｍｐｓｃｈｅｍｅｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ａｗｈｏｌｅｆｌｏｗｐａｓｓａｇｅｏｆｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｄｉｓｐｌａｙｅｄｅｘｃｅｌｌｅｎｔｆｌｏｗｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅａｘｉａｌ ｖｅｌｏｃｉｔｙｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙａｔｏｕｔｌｅｔｓｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｕｃｔｉｏｎｐａｓｓａｇｅａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｌｏｗｒａｔｅｓｗａｓｏｖｅｒ９９２％；ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎ