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空化对超低比转数离心泵内压力脉动的影响研究
汇报人：
2024-01-21
CATALOGUE
目录
引言
空化现象及其产生机理
超低比转数离心泵内压力脉动特性
空化对超低比转数离心泵内压力脉动的影响
实验研究及结果分析
结论与展望
01
引言
1
2
3
国内外学者在空化对离心泵性能影响方面开展了大量研究，但针对超低比转数离心泵的研究相对较少。
现有研究主要集中在空化对离心泵扬程、效率等外特性的影响，对内部流动和压力脉动的研究相对较少。
未来研究趋势将更加注重空化对超低比转数离心泵内部流动细节和压力脉动特性的影响。
A
B
C
D
02
空化现象及其产生机理
当液体流经离心泵叶片时，由于叶片形状和角度的变化，液体流速和压力也会发生变化。
在叶片背面或流道内，由于流速增加和压力降低，当局部压力低于液体的饱和蒸气压时，液体中的气体或蒸汽就会析出形成气泡。
这些气泡随着液体流动，在高压区域溃灭，释放出能量并产生压力脉动。
泵的结构参数
如叶片形状、角度、流道宽度等，这些参数会影响液体的流速和压力分布，从而影响空化的产生。
泵的运行条件
如流量、扬程、转速等，这些条件会改变泵内的流动状态，进而影响空化的发生和发展。
液体的物理性质
如密度、粘度、饱和蒸气压等，这些性质决定了液体在特定条件下的空化倾向。
03
超低比转数离心泵内压力脉动特性
较大的叶轮直径
为了获得较低的扬程和较大的流量，超低比转数离心泵通常具有较大的叶轮直径。
特殊设计的蜗壳
蜗壳设计对于压力脉动的产生和传播具有重要影响，超低比转数离心泵通常采用特殊设计的蜗壳以降低压力脉动。
叶片数较少，流道宽
超低比转数离心泵通常具有较少的叶片数和较宽的流道，以降低流动阻力和提高效率。
旋转失速
当流体在叶轮中旋转时，由于流体的惯性和粘性作用，可能导致旋转失速现象，进而产生压力脉动。
叶轮与蜗壳的相互作用
叶轮旋转时，流体在叶轮出口处与蜗壳发生相互作用，导致流场的不稳定和压力脉动的产生。
空化现象
当流体在叶轮入口处发生空化时，空泡的溃灭和再生会导致局部压力的剧烈波动，进而引发压力脉动。
04
空化对超低比转数离心泵内压力脉动的影响
03
空化严重时，压力脉动幅值达到最大值
当空化严重到一定程度时，大量空泡的产生和溃灭会对流体产生强烈的冲击，此时压力脉动幅值达到最大值。
01
空化初生时，压力脉动幅值略有增加
空化初生时，由于空泡的产生和溃灭，会对流体产生一定的扰动，使得压力脉动幅值略有增加。
02
空化发展时，压力脉动幅值显著增加
随着空化的进一步发展，空泡数量增多、体积增大，对流体的扰动也更为剧烈，导致压力脉动幅值显著增加。
空化初生时，压力脉动频率略有降低
空化初生时，由于空泡的产生和溃灭会对流体产生一定的扰动，使得流体的流动状态发生变化，从而导致压力脉动频率略有降低。
空化发展时，压力脉动频率逐渐降低
随着空化的进一步发展，空泡数量增多、体积增大，对流体的扰动也更为剧烈，导致流体的流动状态更加不稳定，从而使得压力脉动频率逐渐降低。
空化严重时，压力脉动频率显著降低
当空化严重到一定程度时，大量空泡的产生和溃灭会对流体产生强烈的冲击，导致流体的流动状态极不稳定，此时压力脉动频率显著降低。
空化改变了压力脉动的传播路径：在超低比转数离心泵内，空化的产生和发展会改变流体的流动状态，从而影响压力脉动的传播路径。空泡的产生和溃灭会对流体产生扰动，使得压力脉动在传播过程中发生反射、折射等现象，导致传播路径发生变化。
空化增强了压力脉动的传播强度：由于空泡的产生和溃灭会对流体产生强烈的冲击，使得压力脉动的传播强度得到增强。在空化严重的情况下，大量空泡的产生和溃灭会导致流体内部产生强烈的湍流效应，从而使得压力脉动的传播强度显著增加。
空化影响了压力脉动的传播速度：在超低比转数离心泵内，空化的产生和发展会影响流体的流动状态，从而影响压力脉动的传播速度。空泡的产生和溃灭会对流体产生扰动，使得流体的流动速度发生变化，从而导致压力脉动的传播速度也发生变化。在空化严重的情况下，大量空泡的产生和溃灭会导致流体内部产生强烈的湍流效应，从而使得压力脉动的传播速度显著增加。
05
实验研究及结果分析
采用超低比转数离心泵作为实验对象，搭建完整的实验系统，包括泵体、进出口管道、阀门、压力表、流量计等。
在泵体内部不同位置布置压力传感器，实时监测并记录压力脉动数据。同时，通过调节泵的转速和流量，研究不同工况下空化对压力脉动的影响。
测试方法
实验装置
实验结果展示
通过实验，获得了大量关于超低比转数离心泵内部压力脉动的数据。对数据进行整理和分析，绘制出压力脉动时域图和频域图，直观地展示实验结果。
数据分析
对实验数据进行统计分析，计算压力脉动的均值、幅值、频率等特征参数。通过对比不同工况下的数据，分析空化对压
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