中压安注泵的水力模型开发与实验验证

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泵在工业领域中是非常重要的一类动设备，而离心泵则在各类泵产品中的应用范畴最为宽广。一直以来，对多级离心泵的水力模型优化设计和性能提升得到了广泛关注，尤其是计算流体力学（CFD）技术出现以后，通过实现泵类产品的数值模拟以及参数化设计，使其研发速度和水平都得到了大幅度提升。截至目前，对于多级离心泵的多工况设计和性能陡降（消除驼峰）方面研究较少。本文的研究对象为我公司新一代改进型压水堆（EPR）核电站核岛中的中压安注（MHSI）泵，由于工作环境特殊，对中压安注泵的设计指标和安全运行的稳定性也提出了更为严格的要求。
　　本文主要研究了中压安注泵的首级叶轮和导叶，次级叶轮和导叶等主要过流部件的水力性能及汽蚀余量（NPSH）。通过利用 Concept NREC软件的泵一维设计与性能预测模块实现了初步模型设计，利用NUMECA系列软件对各部件实现水力性能数值模拟并对结果进行分析对比，通过NREC软件对泵的三维叶片实现改进设计，优化各主要过流部件的水力性能，然后通过叠加各级进行数值模拟并分析计算结果，考察各级之间的相互影响。根据各种不同方案的对照分析以确定满足要求的最终方案。最后进行模型实验，将实验结果与数值模拟结果相对比：在较低的流量区域，模拟扬程略低于实验结果，效率基本相同；在较高的流量区域，扬程基本相同，模拟效率略高于实验结果。通过模拟与实验的对比说明本文所采用的设计方案是准确的。
　　本文设计开发的中压安注泵水力模型，测试所得的所有性能指标均满足设计要求，实现了我国在该领域零的突破，并且达到了国际同类先进技术水平，能够给公司带来客观的经济及社会效益。

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作者
张鑫太;
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作者单位

大连理工大学;

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授予单位大连理工大学;
学科动力工程
授予学位硕士
导师姓名冀春俊;
年度 2016
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类离心泵;
关键词
中压安注泵; 离心泵; 水力模型; 水力性能; 数值模拟; 实验验证;

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