一、潜水泵叶轮进出口参数的选择与分析（论文文献综述）
杨敏,薛树旗,纪运广,李洪涛[1]（2021）在《基于正交试验的多级井用潜水泵叶轮出口与导叶进口参数匹配研究》文中提出为提高多级井用潜水泵的效率,同时保证泵的扬程,以200QJ50-65型5级井用潜水泵为例,按照L9（34）正交表,选取了叶轮出口边斜度、叶轮出口边与导叶进口边间隙、导叶进口边宽度3个因素,每个因素取3个水平,组合出9组方案。采用CFD数值模拟对多级井用潜水泵的前两级进行了全流场数值模拟,获得了9组方案在额定工况下的效率、扬程。通过正交试验法和极差分析得到了各因素对效率和扬程的影响规律以及各因素对泵效率、扬程影响的主次顺序,提出了多级井用潜水泵叶轮出口与导叶进口匹配的最佳方案。结果表明:优化方案在额定工况下相比原模型泵的效率提高了4.87%,单级扬程提高了2.8 m。通过内流场分析得到了优化后泵的水力性能提高的原因。
张静敏[2]（2021）在《潜水泵级间的间隙流动特性及其对轴向力影响的研究》文中研究说明提高潜水泵的安全可靠性,优化潜水泵的性能一直是业内关注的重点问题。在潜水泵中,液体从空间导叶流出后,有一小部分液体经由级间间隙流到平衡腔,形成了级间间隙流。正是级间间隙流的存在,潜水泵平衡腔流体流动特性与开平衡孔双密封环叶轮的离心泵平衡腔流体流动特性截然不同。级间间隙的存在改变了潜水泵内部流场结构,造成较大的能量损失,对轴向力有着重要影响,因而开展潜水泵级间间隙的研究对于优化潜水泵性能和提高潜水泵的安全可靠性具有重要意义。本文以200QJ50型两级井用潜水泵为研究对象,在试验与数值模拟相互印证的基础上对潜水泵模型进行研究并得到了相关结论。（1）在叶轮后密封环径向间隙不变的条件下,采用改变平衡孔直径和级间间隙的方法,对12组潜水泵模型进行全流场数值模拟,重点研究级间间隙泄漏量特性、后密封径向间隙和平衡孔泄漏量特性之间的关系、级间间隙内液体的流动特性和压力分布情况及对平衡腔压力的影响。结果表明:随着级间间隙的增大,平衡腔压力增大,平衡孔位置湍动能耗散增大,潜水泵效率和扬程均有不同程度的降低。级间间隙增大后,级间间隙和平衡孔的泄漏量增大,后密封环泄漏量减小。在级间间隙的核心区域,液体的无量纲圆周分速度沿着轴向逐渐减小,在靠近级间间隙内径位置的无量纲圆周分速度较大,液体几乎没有径向流动。级间间隙内部的压力从进口到出口沿着轴向减小,沿径向大小几乎不变,呈均匀分布。对所研究的泵,从减少泄漏量和泵轴不至于抱死的角度,平衡孔直径取6mm,级间间隙在0.18mm～0.36mm之间变化较为合适。（2）在平衡孔直径不变的条件下,对4组不同级间间隙值的潜水泵模型展开研究,分析不同级间间隙下平衡腔的流动结构、平衡腔内液体流动轨迹、速度分布特征以及平衡腔液体速度分量的分布规律。结果表明:级间间隙的增大对平衡腔内部液体流动的稳定性产生了很大影响,随着级间间隙的增大,平衡腔圆盘摩擦损失逐渐减小,平衡腔内径向泄漏速度减小,而平衡腔内液体的径向速度分量沿径向的波动程度加剧,平衡腔内旋涡区的总面积增大;级间间隙增大后,平衡腔区域压力值增大,平衡腔内部压力分布的不均匀程度增大,不均匀的面积增加。（3）以级间间隙大小和叶轮平衡孔直径为变量,以叶轮部分各个轴向分力和轴向合力为研究对象,对12组不同级间间隙与平衡孔直径匹配关系下的潜水泵进行全流场数值分析。研究表明潜水泵的轴向力随级间间隙的增大而增大,随平衡孔直径的增大而减小;级间间隙变化对叶轮内部流体产生的轴向力分力影响较小,对作用在两级叶轮上的轴向力合力影响较大。对于所研究的泵,从减小轴向力和保证水泵性能的角度,平衡孔直径取8mm,级间间隙取0.18mm较为合适。
杜永峰[3]（2021）在《基于导叶水力设计的核主泵性能优化研究》文中指出发展核电是我国目前重要的能源战略,为了提高核岛二回路系统运行的安全性,对核主泵展开水力性能及振动性能的优化研究具有重要的意义。本文在优化导叶水力结构的基础上,以提高核主泵整体水力性能及降低流致振动为目标,对全计算域进行六面体结构化网格划分,应用SST-DDES湍流模型,基于非定常数值计算,研究导叶的叶片数、流道进口喉部面积及扩散度对核主泵水力性能及振动性能的影响,以期为核主泵导叶的水力设计过程及优化方法提供理论参考。由于导叶的叶片数是影响核主泵水力性能及振动性能的一个重要因素,通过研究导叶叶片数的变化与核主泵水力性能及振动性能之间的关系,确定了使核主泵的综合性能达到最优时导叶合理的叶片数。结果表明:随着流量的增加,导叶叶片数的变化对核主泵水力性能的影响逐渐减小,达到设计流量后,水力性能基本不受导叶叶片数变化的影响;同时,增加导叶的叶片数可降低叶轮出口及导叶出口主频的振动幅度,并有利于提高压水室内液流的流动稳定性。综合来看,当导叶的叶片数为13枚时,核主泵的水力性能及振动性能综合表现较优。当确定了导叶的叶片数后,在此基础上再确定导叶流道进口喉部的合理过流面积。导叶进口喉部面积是决定导叶性能的关键几何因素之一,与导叶的常规水力设计方法不同,本文以叶轮出口处的绝对速度为参考基准,将导叶流道进口喉部的流速与叶轮出口的绝对流速之间的比值定义为速度比,通过速度比的概念将叶轮出口绝对速度融合到导叶进口几何参数的水力设计中,探讨了速度比的变化对核主泵水力性能及振动性能的影响,并确定了核主泵的综合性能最优时速度比的最佳值。结果表明:速度比的变化对核主泵轴功率的影响比较小,但对水力损失及效率的影响比较明显,当速度比位于0.55～0.60之间时,压水室内的水力损失明显降低,效率明显提高;速度比增大时,叶轮及导叶内压力脉动主频的振动幅值逐渐降低,但压水室内低频振动的幅值区别不大,高频振动的幅值却随着速度比的增大而增大,由于压水室内的压力脉动是影响管路系统振动特性的直接激励源,当以压水室内的振动特性为主要参考对象时,速度比位于0.50～0.55之间时管路系统的振动性能相对较好。由核主泵水力性能及振动性能的综合对比来看,当速度比为0.55时,核主泵的整体性能较优。而采用导叶常规水力设计法获得的速度比为0.51,并不能使泵的性能达到最优。由此可见,采用速度比方法并确定其最佳值后,能够简化导叶水力设计的寻优历程并有效提高导叶及核主泵的性能。在确定了导叶进口喉部几何参数的具体数值后,开始对导叶的整体水力结构进行优化设计。基于扩散度的概念,通过逐一叠加寻优的策略,以改变扩散段出口面积及扩散段长度的方式来探讨了扩散度的变化对核主泵水力性能及振动性能的影响。结果表明:采用先确定导叶出口喉部面积然后再确定导叶扩散段长度的方法,当扩散度为0.081时,核主泵的水力性能表现较优;叶轮及导叶内主频的振动幅度随扩散度的增大而增大,而压水室内的振动幅度总体随扩散度的增大而减小。综合分析来看,当导叶的扩散度为0.081时,核主泵的水力性能及振动性能均相对较好。通过将核主泵优化后的水力设计方案与原始设计方案之间的性能进行对比,发现优化设计方案的水力效率在大流量工况下比原始方案有明显提升,其中设计工况点提升了1.8个百分点,在1.2Qd工况点提升了2.9个百分点,并且压力的振动幅值有一定幅度的降低。本文的研究内容为导叶的水力设计提供了方法和理论指导。
肖宇,叶晓琰,周岭,杨阳[4]（2020）在《基于叶轮子午面田口试验的潜水泵水力优化设计》文中认为为探究叶轮子午面型线变化对潜水泵水力性能的影响规律,利用田口试验设计与数值计算相结合的方法,以扬程、效率作为优化目标,选取出口段中点位置、倾斜角及前、后盖板交线出口角等8个参数为变量因子,基于田口设计L27（313）表设计出27组方案,采用效应分析法对计算结果进行分析并确定参数间的主次顺序,最终确定出了性能最佳的参数组合方案。结果表明,在叶轮子午面型线设计中,前、后盖板交线的变化是影响潜水泵水力性能的关键。优化后模型的水力性能得到了较大提升,为后续潜水泵叶轮水力设计的研究提供了参考。
周晨佳[5]（2020）在《高速井泵水力优化及转子稳定性分析》文中研究说明高速井泵具有结构轻便、性能优越等优点,通过提高转速,实现了其水力性能的大幅提升,同时泵体的体积和重量也得到了缩减,这大大降低了制造成本。近年来,高速井泵凭借其特殊性能,被广泛地应用于农田灌溉、城市供水、能源开采等各个行业。然而转速的大幅提升,对高速井泵的水力设计、转子稳定性以及整机可靠性等提出了更高的要求。本文以100QJ10高速井泵为研究对象,采用正交优化试验,获得了性能最优的模型。对不同转速下的优化模型进行定常和非定常计算,获得了不同转速下优化模型的外特性及径向力趋势。运用SAMCEF软件分析了优化模型转子在“干湿态”下的临界转速及振型。同时研究了不平衡质量及相位、启动时间、口环动特性以及流体激振力对瞬态响应和谐响应的影响。此外,还通过对初始模型和优化模型进行外特性试验验证了数值模拟结果的可靠性。本文所做的主要工作有:1.总结归纳了深井泵、高速泵及转子动力学的国内外研究现状,分析了高速井泵的研究背景及工程意义,并通过研究技术路线图指出各章主要研究内容。2.利用ANSYS软件对100QJ10型高速井泵的三级简化模型进行了正交优化试验,采用7因素3水平的正交表获得了标准工况下的最优模型,并对最优模型进行九级泵体的全流场数值模拟,同时将初始模型和优化模型的外特性模拟值与试验数据进行对比,证明数值模拟的可靠性。结果表明:优化后的高速井泵泵体内无旋涡,能量损失小,进出口压差大,其扬程得到了极大的提高。叶片出口安放角和叶轮出口边的斜切角度对高速井泵的效率、扬程影响较大。3.对优化模型分别在五种不同转速方案下进行多工况数值模拟,以获取转速对该模型性能的影响规律。同时选取转速分别为3000r/min、6000r/min、9000r/min的三种方案进行非定常计算,获得其径向力分布。通过对比分析发现:转速越高,高速井泵的水力性能越好。但转速过高会导致功率增大,径向力也会增大,这对转子系统的稳定性是不利的。4.采用SAMCEF软件对高速井泵转子部件在一维、二维、三维三种模型下进行临界转速计算,对比分析不同模型下的临界转速以及振型。结果表明:三种模型下的临界转速差异不大。“湿态”下考虑口环密封力后,临界转速略有增大,振动幅值减小,说明口环能提高高速井泵转子的稳定性。5.通过瞬态响应分析,对高速井泵转子系统各级叶轮进行对比,研究发现最大径向位移发生于第四级叶轮处。之后以第四级叶轮作为研究对象,分别研究其在“干态”及“湿态”下的变化规律。在“干态”下通过改变不平衡质量以及启动时间,发现不平衡质量对转子系统的稳定性影响较大,径向位移随着不平衡质量的增大而增大。此外,启动过快会造成高速井泵的不稳定运行。在“湿态”下,发现叶轮口环对高速井泵转子系统的稳定性具有积极作用,能有效减小径向位移。加载激励力后,转子的稳定性大幅降低,径向位移有了明显增大,并且轴心轨迹也变得更为杂乱。6.对高速井泵进行谐响应分析,分别求解“干湿态”下高速井泵的加速度幅值以及位移幅值。“干态”下对各级叶轮进行对比,发现最大振幅发生在第四级叶轮处。并对第四级叶轮不同不平衡质量相位下的振动幅值的变化进行研究。“湿态”下考虑口环密封力对第四级叶轮的影响。结果表明:不平衡质量相位的改变会对转子的稳定性产生影响,随着相位的增大振动幅值降低。口环的存在极大地提高了转子系统的稳定性,降低了位移幅值和加速度幅值,一阶涡动频率也有所提升。
徐玉敏[6]（2020）在《矿用多级抢险排水泵内部流动与泵机组转子动力学研究》文中指出大型矿用多级抢险排水泵主要用于矿山排水作业,此类型的泵与潜水电机之间一般采用刚性联轴器联接。实际使用中,抢险排水泵与高压潜水电机组成的泵机组潜在水面以下并呈卧式姿态放置。大型矿用多级抢险排水泵具有扬程高、高效率区范围宽的优点。因泵扬程通常较大幅度高于装置扬程,所以在实际应用中此类型的泵经常在大于设计流量点的工况下运行。该类型的部分泵在大流量点运行时泵转子轴向力方向容易发生改变,结果导致电机内部止推轴承严重磨损,部分泵机组的径向滑动轴承也出现磨损严重的情况。本文以一台型号为BQ500-85/4的对称布置式多级抢险排水泵为研究对象,对可能影响泵转子轴向力和转子稳定性的因素进行了系统的研究,主要研究内容和结果如下:（1）对矿用多级抢险排水泵进行定常数值模拟,针对泵叶轮前盖板口环密封尺寸、泵叶轮与导叶轴向间隙,分别选取多组参数并进行模拟计算,得到了泵转子轴向力随口环密封尺寸和叶轮导叶轴向间隙改变时的变化规律。对电机进行定常数值模拟,计算得到了电机转子的轴向力,并得到了电机转子随泵转子轴向移动过程中轴向力的变化规律。（2）对矿用多级抢险排水泵进行气液两相流定常数值模拟,针对泵入口液流条件,基于欧拉多相流模型研究了泵入口混入空气时对泵性能和转子轴向力的影响。考虑到气体在泵内随水流动时的实际变化,分别设置了不同气体体积分数、不同气泡直径等参数量,通过对泵的气液两相流研究和分析泵流道内的流动参数,得到气液两相流条件下泵转子轴向力的变化规律。通过对矿用多级抢险排水泵进行气液两相流分析,可以断定造成泵机组转子轴向力方向发生改变的最可能的原因是泵进口混入了空气。（3）对矿用多级抢险排水泵进行非定常数值模拟,分析非定工况下泵流道内流体压力的变化规律和泵转子轴向力的变化规律。研究结果表明,叶轮叶片数和导叶叶片数会影响流体压力波动和转子轴向力波动性变化的频率,在单相流非定常工况下,泵转子轴向力方向不会发生改变。（4）对泵转子和电机转子组成的泵机组转子进行模态分析和临界转速计算,考虑到径向滑动轴承和可倾瓦推力轴承的刚度和阻尼对机组转子动力学分析的准确性,并为了研究轴承对转子的承载能力,分别开发了计算径向滑动轴承和可倾瓦推力轴承的Matlab程序,可用来计算轴承的承载力,刚度和阻尼。考虑轴承支承转子的刚度和阻尼,并对泵机组转子进行无流场作用下和有流场作用下的转子动力学分析,发现泵流场作用力使得机组转子的一阶固有振动频率明显下降,转子的实际运行转速和模拟计算的二阶临界转速比较接近。
肖宇[7]（2020）在《基于子午面田口试验设计的井用潜水泵性能优化研究》文中指出井用潜水泵作为一种常见的通用机械,广泛应用于家庭用水、城市排水、污水处理、建筑供水、矿山开采、农业灌溉等领域。潜井用水泵一般深入水下工作,安装、维修成本较大,且长时间浸入水中,因此对井用潜水泵的水力性能和稳定性要求较高。本文是在国家自然科学基金项目、江苏省优秀青年基金项目等课题的资助下,基于田口试验对井用潜水泵的叶轮和导叶的子午面进行了优化设计,提高了泵的水力性能;同时还对优化前后的井用潜水泵进行了非定常数值模拟,探究了优化前后的压力脉动特性的差异。本文的主要研究内容总结如下:（1）简要回顾了井用潜水泵的发展历程,对泵内叶轮、导叶的优化方法进行了总结,同时介绍了当前国内外在泵瞬态特性方面的研究进展。（2）对250QJ80型井用潜水泵进行了三维建模,采用单流道模拟与全流场模拟分别划分了网格,对比分析了两种方法的适用性。尽管相对全流场数值模拟来说单流道数值模拟只在额定工况点附近精度较高,但其计算周期的大幅缩减却更适合于多方案的泵性能优化设计。因此,本文在优化设计部分采用单流道模拟方法,在非定常计算时采用全流场数值模拟方法。（3）基于田口试验设计方法对叶轮、导叶子午面进行参数化分解,通过效应分析法和信噪比分析法进行多工况下的水力性能优化。根据统计结果分析选择因子水平以及对应方案的性能指标,确定因子的响应优先级,并基于方差回归分析,拟合出各个因子与扬程、效率等性能指标的线性方程。最后根据优化的设计目标,确定了性能较优的优化方案。（4）将基于田口试验优化设计出的叶轮、导叶方案与优化前的原始模型进行对比,通过外特性对比和内流场分析,探究结构优化后所引起的对应内流场变化规律。优化后叶轮前盖板型线向外扩张导致叶轮进口处的液体介质得以充分发展,削弱了叶轮进口处原本出现的高速区域。叶轮后盖板中后部型线的提前收缩设计使得随着流动容易堆积轮缘处的低速液体提前流出。这些结构改变最终使得叶轮水力性能有所提高。而导叶优化后后盖板交线的径向距离的整体增大使得流经导叶流道中部时液体没有足够的空间得以冲击前盖板,所以流道中后部的局部高速区域面积显着减小。此外还对初始模型进行了性能实验,证实所采用的数值模拟方法具有较高的精度。（5）沿井用潜水泵流道方向设置了多个监测点,基于非定常数值模拟对泵的瞬态特性进行了研究,重点分析了压力脉动的时域和频域特性,通过CWT小波变换分析了泵内低频信号的传播规律。通过压力脉动实验,验证了非定常数值模拟方法的准确性。多级潜水泵内部存在着多个脉动源及级间信号相互作用的现象,子午面优化后泵内的高频脉动信号的强度得到了一定程度的削减。
谢磊[8]（2020）在《高效大流量矿用排水泵优化设计研究》文中提出本文研究是在国家重点研发计划（2017YFC0804107）资助下开展的。一体式多级潜水电泵是应对矿井突水事故的重要抢险救灾装备,而矿用排水泵是一种高功率设备,其较低的水力效率将造成巨大能源消耗,目前有关大流量多级潜水电泵的研究相对较少,特别是关于高效率、高可靠性的矿用排水泵研究更加匮乏,为应对我国突出的矿山排水工程问题,急需对排水泵的水力性能展开研究。本文以自主设计的排水模型泵为研究对象,对模型泵进行了试验测试与模拟分析,并结合试验与数值模拟结果对模型泵开展了优化研究工作。本文主要工作内容及研究成果如下:1.概述了国内外潜水电泵发展史,对离心泵水力设计、水力优化和数值模拟等相关研究进展进行了总结。2.以相似换算为理论基础对实型泵进行模型换算,并基于速度系数法自主设计了一台单级导叶式潜水离心泵,对模型泵进行了加工与试验测试,模型泵额定工况下的扬程值为24.41m,低于设计目标0.59m,效率值为78.53%,比设计目标低3.47个百分点。3.采用RNG k-ε湍流模型对模型泵进行了定常与非定常计算,结果表明:（1）模型泵外特性模拟值整体略大于试验值,各工况下的模拟值与试验值误差均在5%以内;（2）叶轮进口至出口流体静压呈增加趋势,叶片工作面表面存在局部高压区,叶片背面流体在小流量工况下产生了较为严重的脱流与滑移现象,叶轮流道内与导叶扩散段内存在大小不一的流动漩涡;（3）叶轮旋转一个周期内,径向力呈周期性变化,表现出明显地动静干涉特征,径向力主频为一倍叶频,同时在其它叶频倍频处有诸多峰值不等的谐频出现,叶轮轴向力整体波动较小,其平均值与幅值随着流量增加近似呈等差数列递增;（4）各监测点压力脉动主频均为叶频,叶片背面监测点处有较多脉动谐频出现,压力脉动从叶轮进口至叶轮出口逐渐增强,导叶扩散段流体在进入反导叶后压力脉动强度有所降低。4.以减少模型泵内水力损失为目标对模型泵叶轮与导叶关键过流部件参数开展了优化研究工作,研究发现:（1）叶轮正交优化设计结果表明,各参数对模型泵效率影响的主次顺序为Z>β2>b2>φ;（2）通过适当增加正导叶进口安放角和进口宽度可减小流体速度梯度,改善导叶进口流态,导叶喉部面积增加至1.2a3b3时,导叶内整体水力损失达到最小,不同反导叶出口安放角会对出口延长段内涡带分布区域产生影响;（3）优化后的模型泵流体沿叶片方向脱流以及出口处的流体挤压状况有所改善,流道内压力梯度相较原方案明显减小,整体湍动能有所下降,水力损失减小;（4）优化的模型泵在额定工况下的叶轮径向力与轴向力较原方案分别减小了18.5N和30.2N,压力脉动谐频减少,整体脉动幅值有所下降,泵运行稳定性有所提升;（5）优化后模型泵在额定工况下的效率和扬程测试值分别为82.11%、25.94m,将模型泵的外特性数值换算至实型泵时,其效率值83.26%,比实型泵设计目标高出1.26个百分点。
陈红杏[9]（2020）在《空间导叶几何参数对潜水泵性能影响研究》文中研究表明井用潜水泵是将地下水输送到地面的抽水设备,目前已广泛应用于国民经济的各个领域。科技迅速发展的同时,基于全国对可持续发展和节能减排的需求,对井用潜水泵的水力性能和可靠性提出了更高要求。空间导叶做为潜水泵的关键过流部件之一,其叶片形状及水力参数对潜水泵性能的影响较为显着。因此本课题针对空间导叶主要几何参数的变化对井用潜水泵水力性能和压力脉动特性的影响进行研究,主要研究内容与所得成果如下:1.导叶过水断面面积变化规律对井用潜水泵性能影响以提高潜水泵的整机效率为优化目标,保证空间导叶其他设计参数不变,通过改变导叶叶片进口有效过流面积,设计了9种面积比导叶模型。以效率最高的面积比导叶为基础模型,设计了4种不同过水断面面积变化规律的导叶,分别为线性式、上凸式、下凹式和S形。数值分析结果表明:导叶过水断面面积变化对泵的效率有显着影响,因面积变化导致效率的增幅约为4%,但对扬程影响甚微。其中下凹式面积变化规律能有效改善导叶内的流动状态,降低导叶内能量损失。下凹式过水断面面积变化规律对于泵效率的提升明显优于另外三种过水断面面积变化规律。2.空间导叶叶片包角变化对井用潜水泵性能的影响规律研究为研究空间导叶叶片包角变化对井用潜水泵性能的影响,通过改变空间导叶的叶片包角,在保证叶片其他设计参数不变的前提下,设计了7个导叶模型方案。对比分析了不同导叶包角方案对潜水泵外特性的影响规律,以及导叶内部损失和空间导叶出口与叶轮进口无叶片区的内流场流动特征发现:改变空间导叶的叶片包角会使潜水泵外特性和内部流场产生较为显着的变化,并存在使潜水泵扬程最高和效率最高的包角最优值,且导叶叶片包角的改变对扬程的影响比对效率的影响要显着;当适度增大导叶叶片包角时,可以提高叶片对流道内液流约束,降低导叶内湍流损失从而减少能量损耗;虽然导叶包角的改变会影响导叶出口到下一级叶轮进口区域内流体速度环量的分布规律,但对最终进入下一级叶轮流体的速度环量绝对值影响较小。3.空间导叶叶片包角变化对潜水泵压力脉动的影响基于不同包角空间导叶的井用潜水泵定常流动的研究分析,为研究井用潜水泵内部压力变化瞬时特性的影响,因而对潜水泵进行了全流场非定常压力脉动的数值计算。并在叶轮和空间导叶的过渡段、空间导叶流道及空间导叶出口至下一级叶轮进口处布置了监测点,获得了潜水泵不同包角空间导叶内不同位置的压力变化情况。同时采用无量纲压力脉动系数和快速傅立叶变化,分析了压力脉动的时域和频域特性。结果表明,引起压力脉动的主要原因是叶轮和导叶的动静干涉效应,空间导叶包角变化对潜水泵内压力脉动有较大影响,合适的包角能够起到抑制导叶内压力波动幅值的作用。
王东伟[10]（2019）在《潜水贯流泵装置电机布置方式的比较》文中指出潜水泵装置是将水泵与潜水电机紧密结合的机电一体化的泵装置型式,目前主要有立式潜水泵装置和卧式潜水泵装置两大类。立式潜水泵装置的应用与研究已有数十年的历史,卧式潜水泵装置（即:潜水贯流泵装置）的应用与研究仅有十多年的时间。潜水泵装置的潜水电机相对于水泵有两种布置方式:电机前置（潜水电机布置于水泵进水侧）和电机后置（潜水电机布置于水泵出水侧）。立式潜水泵装置由于其结构特点的需要,只能采取电机后置的布置方式。与立式潜水泵装置不同,卧式潜水泵装置的进、出水流道形状简单,进、出水水流均保持水平方向,无需在进、出水流道内转向,流态平顺均匀,明显优于立式潜水泵装置,泵装置效率比立式潜水泵装置高很多。目前得到应用的卧式潜水泵装置是从立式潜水泵装置演变而来,电机布置方式顺理成章地沿用了后置布置方式,形成了电机后置的潜水贯流泵装置。本文提出卧式潜水泵装置的电机布置既可后置,也可前置,可分别称之为电机后置潜水贯流泵装置和电机前置潜水贯流泵装置。进一步的研究发现,电机后置布置的潜水贯流泵装置存在出水流道流态不良、导叶体扩散角较大、对电机密封性能要求较高等问题,电机前置潜水贯流泵装置可以很好地解决这些问题。为了使电机前置潜水贯流泵装置能够获得更多更好的应用,本文采用数值模拟研究方法对电机前置和电机后置的潜水贯流泵装置分别进行了进、出水流道优化水力设计研究,并从水力性能、水泵模型导叶体设计、电机密封、机组支撑结构与工程投资等方面对这两种型式的泵装置进行综合比较。本文主要研究成果如下:（1）优化后的电机前置潜水贯流泵装置进水流道内水流收缩平缓、均匀,无不良流态,能够为水泵进口提供良好的流态;优化后的出水流道内部水流扩散平缓、均匀,无旋涡等不良流态;电机前置潜水贯流泵装置三维流场数值计算结果表明泵装置最高效率为79.94%。（2）优化后的电机后置潜水贯流泵装置进水流道内水流收缩平缓、均匀,流线层次分明,无不良流态,能够为水泵进口提供较为理想的流态;优化后的出水流道内主流偏向扩散段右下区域,在流道扩散段左上部区域存在一定范围的旋涡区;电机后置潜水贯流泵装置三维流场数值计算表明泵装置最高效率为77.05%。（3）电机前置潜水贯流泵装置的进水流道水头损失大于电机后置,出水流道水头损失小于电机后置,流道总损失小于电机后置,电机前置潜水贯流泵装置的效率高于电机后置。（4）电机前置潜水贯流泵装置可直接采用水泵模型的原设计导叶体;电机后置布置时,为使导叶体与电机段平顺连接,须加大原水泵模型导叶体的扩散角,需要根据潜水电机的尺寸及位置修改导叶体水力设计,从而影响水泵的水力性能。（5）电机前置布置时潜水电机所受水压力较小,电机后置布置时潜水电机所受水压力较大,电机前置有利于提高电机密封的安全可靠性及使用寿命。（6）电机前置布置时水泵轴的两个支撑轴承对叶轮形成简支结构,支撑结构合理;电机后置布置时水泵轴对叶轮的支撑形成悬臂结构,影响泵轴系统的稳定。（7）电机前置潜水贯流泵装置出水流道长度较短,出水流道内不布置电机等设备便于设计成向上倾斜的方式,便于抬高出口底高程,减少土建投资;电机后置潜水贯流泵装置为减小导叶体扩散角需尽量减小电机外壳尺寸,使得对电机及齿轮箱尺寸和密封要求较高,增加机组投资。根据电机前置和电机后置潜水贯流泵装置水力性能、水泵导叶体设计、电机密封性能、支撑结构和工程投资的比较,建议潜水贯流泵装置宜优先考虑采用电机前置方案。本文研究成果对丰富低扬程泵装置型式和提高潜水贯流泵装置水力设计水平具有重要意义和工程应用价值。
二、潜水泵叶轮进出口参数的选择与分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、潜水泵叶轮进出口参数的选择与分析（论文提纲范文）
（1）基于正交试验的多级井用潜水泵叶轮出口与导叶进口参数匹配研究（论文提纲范文）
| 1 正交试验研究 |
| 1.1 试验目的 |
| 1.2 确定试验因素和试验方案 |
| 2 数值模拟 |
| 2.1 计算域 |
| 2.2 网格划分 |
| 2.3 控制方程和边界条件 |
| 3 正交试验结果分析 |
| 4 优化结果分析 |
| 4.1 泵外特性曲线分析 |
| 4.2 额定工况下泵内部流场对比分析 |
| 4.2.1 泵轴面湍动能分布 |
| 4.2.2 泵轴面静压分布 |
| 4.2.3 泵轴面绝对速度矢量分布 |
| 5 结论 |
（2）潜水泵级间的间隙流动特性及其对轴向力影响的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题名称 |
| 1.2 本文的研究背景及意义 |
| 1.3 间隙流动的国内外研究现状 |
| 1.4 轴向力的国内外研究现状 |
| 1.4.1 轴向力的计算 |
| 1.4.2 关于轴向力平衡方法的研究 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 潜水泵模型的数值计算方法与验证 |
| 2.1 研究对象 |
| 2.2 几何模型及网格划分 |
| 2.2.1 三维几何建模 |
| 2.2.2 网格划分 |
| 2.3 数值计算理论 |
| 2.3.1 连续方程 |
| 2.3.2 动量方程 |
| 2.3.3 雷诺时均方程 |
| 2.3.4 能量方程 |
| 2.3.5 湍流模型 |
| 2.4 本文采用的数值计算方法 |
| 2.5 数值模拟可行性分析 |
| 2.5.1 试验装置 |
| 2.5.2 网格无关性验证 |
| 2.5.3 泵性能曲线验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 潜水泵级间间隙流动机理及特性研究 |
| 3.1 级间间隙对潜水泵外特性的影响 |
| 3.2 潜水泵泄漏量特性的数值计算及分析 |
| 3.2.1 全流量工况下级间间隙泄漏量特性的数值计算及分析 |
| 3.2.2 设计流量下级间间隙泄漏量特性的数值计算及分析 |
| 3.2.3 平衡孔、后密封环、级间间隙的泄漏量特性的对比及分析 |
| 3.3 级间间隙内液体的流场特征及分析 |
| 3.3.1 级间间隙内液体速度分量沿轴向方向的变化规律及分析 |
| 3.3.2 级间间隙内液体速度分量沿径向方向的变化规律及分析 |
| 3.3.3 级间间隙内压力沿轴向变化规律及分析 |
| 3.3.4 级间间隙对平衡腔、后泵腔区域的影响 |
| 3.3.5 级间间隙对平衡孔区域流场的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 级间间隙对潜水泵平衡腔液体流动机理的影响 |
| 4.1 不同级间间隙对平衡腔流动结构特征的影响 |
| 4.1.1 级间间隙对平衡腔内流体流动轨迹的影响 |
| 4.1.2 平衡腔液体流动速度分布特征的研究 |
| 4.2 级间间隙对平衡腔液体速度分量轴向分布规律的影响 |
| 4.2.1 级间间隙对平衡腔内圆周速度沿轴向分布规律的影响 |
| 4.2.2 级间间隙对平衡腔内径向速度沿轴向分布规律的影响 |
| 4.3 级间间隙对平衡腔速度分量径向分布规律的影响 |
| 4.3.1 级间间隙对平衡腔内圆周速度沿径向分布规律的影响 |
| 4.3.2 级间间隙对平衡腔内径向速度沿径向分布规律的影响 |
| 4.4 级间间隙对平衡腔区域压力的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 潜水泵轴向力特性及级间间隙对轴向力的影响 |
| 5.1 本文轴向力的分类 |
| 5.2 级间间隙对潜水泵轴向力的影响 |
| 5.2.1 数值计算结果及分析 |
| 5.2.2 设计流量下级间间隙对轴向力的影响 |
| 5.2.3 全流量下级间间隙对轴向力的影响 |
| 5.2.4 静压分布分析 |
| 5.3 级间间隙与叶轮平衡孔直径对轴向力影响的综合分析 |
| 5.3.1 设计流量下级间间隙与叶轮平衡孔直径对轴向力的影响 |
| 5.3.2 轴向力与扬程的关系 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文 |
（3）基于导叶水力设计的核主泵性能优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 导叶式泵在不同运行工况下的研究 |
| 1.2.2 径向导叶安放位置的研究 |
| 1.2.3 导叶几何参数的研究 |
| 1.2.4 动静叶栅匹配关系的研究 |
| 1.3 课题研究目标 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 数值计算方法概述 |
| 2.1 核主泵流体域建模 |
| 2.2 流动控制方程及离散化 |
| 2.2.1 流动控制方程 |
| 2.2.2 控制方程离散化 |
| 2.3 湍流模型简介 |
| 2.3.1 SST k-ω湍流模型简介 |
| 2.3.2 SST-DDES湍流模型简介 |
| 2.4 网格划分 |
| 2.4.1 网格概述 |
| 2.4.2 网格划分方案 |
| 2.5 y~+值分布统计 |
| 2.6 边界条件设置 |
| 2.7 网格无关性验证 |
| 2.8 数值模拟精度验证概述 |
| 2.8.1 计算模型试验验证 |
| 2.8.2 数值计算精度验证 |
| 2.9 导叶水力设计方法简介 |
| 2.9.1 导叶常规水力设计方法简介 |
| 2.9.2 速度比原理导叶水力设计方法简介 |
| 2.9.3 扩散度简介 |
| 2.10 本章小结 |
| 第3章 导叶叶片数变化对核主泵外特性的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 研究方案确定 |
| 3.2.1 导叶水力设计方案 |
| 3.2.2 压力脉动监测点设置 |
| 3.3 导叶叶片数变化对核主泵水力性能的影响 |
| 3.3.1 导叶叶片数变化对核主泵整体水力性能的影响 |
| 3.3.2 导叶叶片数变化对叶轮水力性能的影响 |
| 3.3.3 导叶叶片数变化对静止部件水力性能的影响 |
| 3.4 导叶叶片数变化对核主泵内部流场的影响 |
| 3.4.1 导叶叶片数变化对叶轮及导叶内部流场的影响 |
| 3.4.2 导叶叶片数变化对压水室内部流场的影响 |
| 3.5 导叶叶片数变化对核主泵压力脉动的影响 |
| 3.5.1 傅里叶变换简介 |
| 3.5.2 导叶叶片数变化对叶轮压力脉动的影响 |
| 3.5.3 导叶叶片数变化对导叶压力脉动的影响 |
| 3.5.4 导叶叶片数变化对压水室压力脉动的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 速度比变化对核主泵外特性的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 不同速度比研究方案确定 |
| 4.3 速度比变化对核主泵水力性能的影响 |
| 4.3.1 速度比变化对核主泵整体水力性能的影响 |
| 4.3.2 速度比变化对叶轮水力性能的影响 |
| 4.3.3 速度比变化对静止部件水力性能的影响 |
| 4.4 速度比变化对核主泵压力脉动的影响 |
| 4.4.1 速度比变化对叶轮压力脉动的影响 |
| 4.4.2 速度比变化对导叶压力脉动的影响 |
| 4.4.3 速度比变化对压水室压力脉动的影响 |
| 4.5 导叶常规水力设计方法与速度比水力设计法外特性对比 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 扩散度变化对核主泵外特性的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 扩散段出口面积变化对核主泵外特性的影响 |
| 5.2.1 扩散段出口面积变化方案确定 |
| 5.2.2 扩散段出口面积变化对核主泵水力性能的影响 |
| 5.2.3 扩散段出口面积变化对核主泵压力脉动的影响 |
| 5.3 扩散段长度变化对核主泵外特性的影响 |
| 5.3.1 扩散段长度变化方案确定 |
| 5.3.2 扩散段长度变化对核主泵水力性能的影响 |
| 5.3.3 扩散段长度变化对核主泵压力脉动的影响 |
| 5.4 优化设计方案与原始方案外特性的对比 |
| 5.4.1 优化设计方案与原始方案水力性能对比 |
| 5.4.2 优化设计方案与原始方案压力脉动对比 |
| 5.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（4）基于叶轮子午面田口试验的潜水泵水力优化设计（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 数值模拟与试验验证 |
| 2.1 研究对象 |
| 2.2 网格划分 |
| 2.3 数值计算 |
| 2.4 试验验证 |
| 3 试验设计及结果分析 |
| 3.1 试验因素及方案的确定 |
| 3.2 主效应分析 |
| 3.3 优化方案选取 |
| 4 结论 |
（5）高速井泵水力优化及转子稳定性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及实际工程意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 深井泵研究现状 |
| 1.2.2 高速泵研究现状 |
| 1.2.3 转子动力学研究现状 |
| 1.3 本文主要技术路线及研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 高速井泵正交优化及水力样机试验 |
| 2.1 基本参数及三维建模 |
| 2.1.1 计算模型基本参数 |
| 2.1.2 计算域 |
| 2.2 网格划分及无关性分析 |
| 2.2.1 网格划分方法 |
| 2.2.2 网格无关性分析 |
| 2.3 前处理设置 |
| 2.3.1 湍流模型 |
| 2.3.2 边界条件及求解控制参数 |
| 2.4 试验验证 |
| 2.4.1 外特性试验 |
| 2.4.2 外特性对比 |
| 2.5 正交优化试验 |
| 2.5.1 试验方案 |
| 2.5.2 正交设计结果分析 |
| 2.5.3 优化模型与原模型对比 |
| 2.6 优化模型数值模拟 |
| 2.6.1 泵体中间截面静压分布 |
| 2.6.2 叶轮中间截面静压分布 |
| 2.6.3 叶轮中间截面速度分布 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 不同转速下水力性能及径向力研究分析 |
| 3.1 相似理论 |
| 3.2 不同转速下高速井泵水力性能分析 |
| 3.3 不同转速下高速井泵径向力分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 转子系统临界转速分析 |
| 4.1 转子的临界转速 |
| 4.2 转子临界转速的计算方法 |
| 4.2.1 邓克莱法 |
| 4.2.2 有限元法 |
| 4.3 陀螺力矩 |
| 4.4 轴承动力特性系数 |
| 4.4.1 轴承结构简化 |
| 4.4.2 轴承阻尼系数 |
| 4.4.3 轴承刚度系数 |
| 4.5 环压密封动力特性系数 |
| 4.5.1 环压密封工作原理 |
| 4.5.2 口环动力特性系数 |
| 4.6 三种计算模型的一阶临界转速分析 |
| 4.6.1 计算模型的选择 |
| 4.6.2 一维简支梁模型 |
| 4.6.3 二维傅里叶模型 |
| 4.6.4 三维实体模型 |
| 4.7 “湿态”下转子部件临界转速分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 转子系统瞬态响应分析 |
| 5.1 理论基础 |
| 5.1.1 转子失衡 |
| 5.1.2 转子允许的剩余不平衡质量 |
| 5.2 瞬态分析计算基础 |
| 5.3 “干态”下瞬态响应分析 |
| 5.3.1 不同不平衡质量的瞬态响应分析 |
| 5.3.2 不同启动时间的瞬态响应分析 |
| 5.4 “湿态”下瞬态响应分析 |
| 5.4.1 考虑口环动力特性的瞬态响应分析 |
| 5.4.2 考虑流体激励力的瞬态响应分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 转子系统谐响应分析 |
| 6.1 理论基础 |
| 6.2 “干态”下谐响应分析 |
| 6.2.1 不平衡质量 |
| 6.2.2 不同不平衡质量相位 |
| 6.3 “湿态”下谐响应分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 研究总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）矿用多级抢险排水泵内部流动与泵机组转子动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 相关课题国内外研究现状 |
| 1.2.1 多级泵轴向力及其平衡的研究 |
| 1.2.2 泵气液两相流研究 |
| 1.2.3 转子动力学研究 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 泵机组内部流场定常数值模拟 |
| 2.1 矿用泵模型建立及网格划分 |
| 2.1.1 矿用泵模型及基本参数 |
| 2.1.2 矿用泵计算域及网格划分 |
| 2.1.3 控制方程及模拟方法 |
| 2.1.4 矿用泵转子轴向力计算方法 |
| 2.1.5 网格无关性分析 |
| 2.2 潜水电机模型建立及网格划分 |
| 2.2.1 潜水电机模型及基本参数 |
| 2.2.2 潜水电机计算域及网格划分 |
| 2.2.3 边界条件及设置 |
| 2.2.4 潜水电机转子轴向力计算方法 |
| 2.2.5 网格无关性分析 |
| 2.3 泵叶轮前盖板口环密封间隙与叶轮轴向力 |
| 2.4 泵叶轮和导叶轴向相对间隙与叶轮轴向力 |
| 2.5 电机滑板位置与电机转子轴向力 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 矿用多级抢险排水泵气液两相流动特性分析 |
| 3.1 两相流数值模拟方案 |
| 3.1.1 两相流计算方法与边界条件 |
| 3.1.2 气液流工况下泵转子轴向力计算 |
| 3.2 计算结果与分析 |
| 3.2.1 气液两相流条件下泵性能 |
| 3.2.2 气体体积分数与矿用泵转子轴向力 |
| 3.3 气液两相流内部流动分析 |
| 3.3.1 叶轮流道内压力变化 |
| 3.3.2 叶轮和导叶流道气体分布 |
| 3.4 试验结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 矿用泵内部流动非定常数值模拟 |
| 4.1 非定常数值模拟及性能分析 |
| 4.2 压力脉动分析 |
| 4.2.1 各监测点压力脉动时域分析 |
| 4.2.2 各监测点压力脉动频域分析 |
| 4.3 泵轴向力分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 泵机组转子模态及临界转速 |
| 5.1 基本理论与分析 |
| 5.1.1 模态基本理论 |
| 5.1.2 临界转速基本理论 |
| 5.2 径向滑动轴承静特性及动特性分析计算 |
| 5.2.1 径向滑动轴承润滑理论 |
| 5.2.2 径向滑动轴承静特性计算 |
| 5.2.3 Matlab程序求解水膜压力分布 |
| 5.2.4 径向滑动轴承动态特性计算 |
| 5.3 可倾瓦推力轴承静特性及动特性分析计算 |
| 5.3.1 可倾瓦推力轴承润滑理论 |
| 5.3.2 可倾瓦推力轴承静特性计算 |
| 5.3.3 可倾瓦推力轴承动态特性计算 |
| 5.4 泵机组转子模态分析及临界转速计算 |
| 5.4.1 泵机组转子模态分析 |
| 5.4.2 泵机组转子临界转速计算 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间参加的科研项目以及学术成果 |
| 一、参加的科研项目 |
| 二、发表的论文 |
| 三、申请的专利 |
（7）基于子午面田口试验设计的井用潜水泵性能优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 潜水泵的研究现状 |
| 1.2.2 叶轮设计的研究现状 |
| 1.2.3 导叶设计的研究现状 |
| 1.2.4 泵内压力脉动的研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 潜水泵数值计算方法研究 |
| 2.1 数值模拟的基本理论和方法 |
| 2.1.1 控制方程 |
| 2.1.2 控制方程的离散 |
| 2.1.3 数值模拟方法 |
| 2.2 潜水泵几何计算模型 |
| 2.3 井用潜水泵的数值模拟 |
| 2.3.1 三维建模 |
| 2.3.2 网格划分 |
| 2.3.3 网格无关性分析 |
| 2.3.4 湍流模型的选择 |
| 2.3.5 边界条件 |
| 2.3.6 两种数值模拟方法的对比 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于田口试验的叶轮子午面优化设计 |
| 3.1 试验设计理论 |
| 3.2 基于田口试验设计的叶轮子午面优化 |
| 3.2.1 试验因素及方案确定 |
| 3.2.2 试验计算结果及分析 |
| 3.2.3 最优方案确定 |
| 3.2.4 优化前后内部流场分析 |
| 3.3 外特性实验验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于田口试验的导叶子午面优化设计 |
| 4.1 试验因素及方案确定 |
| 4.1.1 设置方法 |
| 4.2 试验计算结果及分析 |
| 4.2.1 导叶子午面优化在额定流量工况下的水力性能变化 |
| 4.2.2 导叶子午面优化在0.8倍额定流量工况下的水力性能影响 |
| 4.2.3 导叶子午面优化在1.2倍额定流量工况下的水力性能变化 |
| 4.3 最优方案的确定 |
| 4.4 优化前后内部流场分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 井用潜水泵非定常压力脉动特性研究 |
| 5.1 非定常数值模拟设置 |
| 5.2 优化前后泵内叶轮压力脉动特性分析 |
| 5.2.1 额定流量工况下叶轮压力脉动脉动时频特性分析 |
| 5.2.2 0.8倍额定流量工况下叶轮压力脉动脉动时频特性分析 |
| 5.3.3 1.2倍额定流量工况下叶轮压力脉动脉动时频特性分析 |
| 5.3 优化前后泵腔内部压力脉动特性分析 |
| 5.3.1 额定流量工况下泵腔内部压力脉动时频特性分析 |
| 5.3.2 0.8倍额定流量工况下泵腔压力脉动时频特性分析 |
| 5.3.3 1.2倍额定流量工况下泵腔压力脉动时频特性分析 |
| 5.4 优化前后导叶内部压力脉动特性分析 |
| 5.4.1 额定流量工况下导叶压力脉动时频特性分析 |
| 5.4.2 0.8倍额定流量工况下导叶压力脉动时频特性分析 |
| 5.4.3 1.2倍额定流量工况下导叶压力脉动时频特性分析 |
| 5.5 基于小波变换的优化前后潜水泵压力脉动对比分析 |
| 5.5.1 额定流量工况下压力脉动特性分析 |
| 5.5.1 0.8倍额定流量工况下压力脉动特性分析 |
| 5.5.1 1.2倍额定流量工况下压力脉动特性分析 |
| 5.6 多级潜水泵泵腔内压力脉动实验及验证分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间参与的科研项目及取得的成果 |
（8）高效大流量矿用排水泵优化设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 矿用排水泵发展概述 |
| 1.2.2 离心泵水力设计研究现状 |
| 1.2.3 离心泵水力优化研究现状 |
| 1.2.4 离心泵数值模拟研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 高效矿用排水模型泵设计与性能测试 |
| 2.1 原型泵设计要求 |
| 2.2 相似换算 |
| 2.3 高效矿用排水模型泵设计 |
| 2.3.1 叶轮水力设计 |
| 2.3.2 导叶水力设计 |
| 2.4 排水模型泵性能试验 |
| 2.4.1 模型泵结构与部件加工 |
| 2.4.2 排水模型泵试验测试 |
| 2.4.3 试验结果与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 高效矿用排水模型泵数值模拟 |
| 3.1 数值模拟理论基础 |
| 3.1.1 控制方程 |
| 3.1.2 湍流模型 |
| 3.2 三维建模与网格划分 |
| 3.2.1 计算域三维建模 |
| 3.2.2 网格划分与相关性检验 |
| 3.3 CFX计算前处理 |
| 3.3.1 边界条件设置 |
| 3.3.2 交界面设置 |
| 3.3.3 计算结果监测 |
| 3.3.4 湍流模型选择 |
| 3.4 数值计算结果分析 |
| 3.4.1 能量特性计算结果分析 |
| 3.4.2 内流场分析 |
| 3.4.3 径向力分析 |
| 3.4.4 轴向力分析 |
| 3.4.5 压力脉动分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 高效矿用排水模型泵叶轮与导叶优化 |
| 4.1 优化叶轮 |
| 4.1.1 优化参数确定 |
| 4.1.2 正交试验 |
| 4.2 优化导叶 |
| 4.2.1 问题分析 |
| 4.2.2 优化方案 |
| 4.2.3 模拟结果与分析 |
| 4.3 最优方案分析 |
| 4.3.1 外特性对比分析 |
| 4.3.2 内流场对比分析 |
| 4.3.3 优化方案径向力分析 |
| 4.3.4 优化方案轴向力分析 |
| 4.3.5 优化方案压力脉动分析 |
| 4.4 优化方案性能试验与模型换算 |
| 4.4.1 优化方案能量性能试验 |
| 4.4.2 模型换算 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 研究总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
| 一、参加科研项目 |
| 二、发表论文及专利 |
（9）空间导叶几何参数对潜水泵性能影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国内外井用潜水泵发展现状 |
| 1.3.2 井用潜水泵力设计与优化方法的研究进展 |
| 1.3.3 离心泵内部压力脉动的研究进展 |
| 1.4 研究的主要内容 |
| 1.5 本文创新点 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 潜水泵计算模型及数值计算方法 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 潜水泵设计模型 |
| 2.2.1 基本参数 |
| 2.2.2 水力设计 |
| 2.2.3 模型泵三维结构 |
| 2.3 计算域网格划分及网格无关性验证 |
| 2.4 数值计算方法 |
| 2.4.1 三维流场的控制方程 |
| 2.4.2 湍流模型及应用 |
| 2.4.3 边界条件及求解控制 |
| 2.5 试验验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 导叶面积变化规律对井用潜水泵性能的影响 |
| 3.1 模型方案设计 |
| 3.1.1 面积比ξ的定义及模型方案 |
| 3.1.2 过水断面面积变化规律 |
| 3.2 数值计算结果分析 |
| 3.2.1 面积比对潜水泵外特性的影响分析 |
| 3.2.2 过水断面面积变化规律对泵外特性的影响分析 |
| 3.3 导叶内部流动分析 |
| 3.3.1 导叶内部静压分布规律 |
| 3.3.2 导叶内部速度场分布规律 |
| 3.3.3 导叶内湍动能分布规律 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 空间导叶叶片包角对井用潜水泵性能的影响 |
| 4.1 空间导叶设计方案 |
| 4.2 数值计算结果分析 |
| 4.2.1 井用潜水泵外特性分析 |
| 4.2.2 空间导叶内的水力损失 |
| 4.2.3 湍流动能耗散特性 |
| 4.3 导叶内部流动分析 |
| 4.3.1 导叶出口截面速度分布规律 |
| 4.3.2 导叶出口速度环量分布规律 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 空间导叶叶片包角对潜水泵压力脉动的影响 |
| 5.1 压力脉动的基本理论 |
| 5.1.1 压力脉动产生的机理 |
| 5.1.2 压力脉动的分析方法 |
| 5.2 井用潜水泵的非定常数值模拟 |
| 5.2.1 时间步长 |
| 5.2.2 监测点的布置 |
| 5.2.3 压力脉动的无量纲化 |
| 5.3 空间导叶叶片包角对潜水泵压力脉动的影响 |
| 5.3.1 时域分析 |
| 5.3.2 频域分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文和成果 |
（10）潜水贯流泵装置电机布置方式的比较（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 潜水泵装置的型式及特点 |
| 1.1.1 立式潜水泵装置 |
| 1.1.2 卧式潜水泵装置 |
| 1.2 潜水泵装置的应用与研究现状 |
| 1.2.1 潜水泵装置的应用现状 |
| 1.2.2 潜水泵装置的研究现状 |
| 1.3 卧式潜水泵装置电机的两种布置方式 |
| 1.4 主要研究内容与研究方法 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究方法 |
| 1.5 泵站参数 |
| 第2章 潜水泵装置三维湍流流场数值计算理论 |
| 2.1 控制方程 |
| 2.1.1 连续性方程 |
| 2.1.2 动量方程(N-S方程) |
| 2.1.3 能量方程 |
| 2.2 三维湍流流场数值计算方法 |
| 2.2.1 直接数值模拟 |
| 2.2.2 大涡模拟 |
| 2.2.3 雷诺时均模拟 |
| 2.3 湍流模型 |
| 2.4 计算区域网格剖分 |
| 2.5 流场计算边界条件 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 电机前置布置的泵装置优化水力设计研究 |
| 3.1 进水流道三维形体优化水力设计研究 |
| 3.1.1 进水流道三维形体优化水力设计能目标 |
| 3.1.2 进水流场计算的边界条件、计算区域及网格剖分 |
| 3.1.3 进水流道三维形体优化水力设计数值模拟结果及分析 |
| 3.2 出水流道三维形体优化水力设计研究 |
| 3.2.1 出水流道三维形体优化水力设计目标 |
| 3.2.2 出水流场计算的边界条件、计算区域及网格剖分 |
| 3.2.3 出水流道三维形体优化水力设计数值模拟结果及分析 |
| 3.3 泵装置三维湍流流场数值计算研究 |
| 3.3.1 泵装置流场计算的边界条件、计算区域及网格剖分 |
| 3.3.2 泵装置水力性能计算结果及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 电机后置布置的泵装置优化水力设计研究 |
| 4.1 进水流道三维形体优化水力设计研究 |
| 4.1.1 进水流场计算的边界条件、计算区域及网格剖分 |
| 4.1.2 进水流道三维形体优化水力设计数值模拟结果及分析 |
| 4.2 出水流道三维形体优化水力设计研究 |
| 4.2.1 出水流场计算的边界条件、计算区域及网格剖分 |
| 4.2.2 出水流道三维形体优化水力设计数值模拟结果及分析 |
| 4.3 泵装置三维湍流流场数值计算研究 |
| 4.3.1 泵装置流场计算的边界条件、计算区域及网格剖分 |
| 4.3.2 泵装置水力性能计算结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 潜水贯流泵装置电机前置与后置的综合比较 |
| 5.1 水力性能的比较 |
| 5.2 对水泵模型导叶体设计的影响 |
| 5.3 对潜水电机密封的影响 |
| 5.4 对机组支撑结构稳定的影响 |
| 5.5 对机组和土建投资的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
四、潜水泵叶轮进出口参数的选择与分析（论文参考文献）
- [1]基于正交试验的多级井用潜水泵叶轮出口与导叶进口参数匹配研究[J]. 杨敏,薛树旗,纪运广,李洪涛. 中国农村水利水电, 2021(04)
- [2]潜水泵级间的间隙流动特性及其对轴向力影响的研究[D]. 张静敏. 兰州理工大学, 2021(01)
- [3]基于导叶水力设计的核主泵性能优化研究[D]. 杜永峰. 兰州理工大学, 2021(01)
- [4]基于叶轮子午面田口试验的潜水泵水力优化设计[J]. 肖宇,叶晓琰,周岭,杨阳. 水电能源科学, 2020(11)
- [5]高速井泵水力优化及转子稳定性分析[D]. 周晨佳. 江苏大学, 2020(02)
- [6]矿用多级抢险排水泵内部流动与泵机组转子动力学研究[D]. 徐玉敏. 江苏大学, 2020(02)
- [7]基于子午面田口试验设计的井用潜水泵性能优化研究[D]. 肖宇. 江苏大学, 2020
- [8]高效大流量矿用排水泵优化设计研究[D]. 谢磊. 江苏大学, 2020(02)
- [9]空间导叶几何参数对潜水泵性能影响研究[D]. 陈红杏. 兰州理工大学, 2020(12)
- [10]潜水贯流泵装置电机布置方式的比较[D]. 王东伟. 扬州大学, 2019(02)