自吸式離心油泵屬于離心泵。它只需要在啟動(dòng)前向泵內(nèi)注入量的水，以后再次啟動(dòng)時(shí)則不需要灌泵。自吸式離心油泵以其特有的性能，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、消防、石油化工、電力、食品等部門。尤其近年來在油氣儲(chǔ)運(yùn)工程中，取得了非常廣泛的應(yīng)用。
近年來，隨著計(jì)算流體力學(xué)(CFD)的廣泛應(yīng)用以及計(jì)算機(jī)硬件水平的提高，很多學(xué)者都對自吸式離心油泵內(nèi)部氣液兩相流的數(shù)值模擬做了相關(guān)研究，在程度上了解了自吸式離心油泵內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)和水力性能。但這些研究也存在一些問題：這些模擬計(jì)算基本上是采用自吸式離心油泵入口含氣率按某個(gè)固定值作為邊界條件的處理辦法。但現(xiàn)實(shí)中自吸式離心油泵啟動(dòng)前，一部分吸入管路充滿氣體。泵啟動(dòng)后在一段很短的時(shí)間內(nèi)，泵入口的含氣率隨時(shí)間和空間的變化都非常顯著，所以上述的模擬計(jì)算與實(shí)際情況會(huì)有較大偏差。因此本文將采用理論分析結(jié)合泵內(nèi)流場的定常與非定常數(shù)值模擬以及模型泵的實(shí)驗(yàn)等手段，對立式自吸式離心油泵內(nèi)部流場以及自吸過程進(jìn)行分析研究。本文將主要進(jìn)行如下工作：
(1)通過廣泛查閱相關(guān)資料，對自吸式離心油泵的研究發(fā)展現(xiàn)狀以及的研究成果做以總結(jié)。并介紹自吸式離心油泵的基本工作原理、結(jié)構(gòu)、自吸性能的影響因素。還要對自吸式離心油泵主要過流部件進(jìn)行水力設(shè)計(jì)。
(2)對立式自吸式離心泵的模型泵行性能試驗(yàn)。要測量在不同流量工況下，模型泵的揚(yáng)程、效率及功率的性能曲線。然后通過實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ捅玫耐馓匦郧€。
(3)應(yīng)用Pro/ENGINEER對泵內(nèi)流體的流動(dòng)域進(jìn)行三維造型，再利用ANSYS提供的ICEM軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分。
(4)應(yīng)用CFX軟件對泵內(nèi)單液相流場進(jìn)行定常數(shù)值模擬。研究流場的壓力和流速分布規(guī)律以及外特性變化特征，并要自吸式離心油泵的性能曲線的預(yù)測值。再將實(shí)驗(yàn)的性能曲線與預(yù)測的性能曲線進(jìn)行對比，以驗(yàn)證數(shù)值模擬的性。
(5)利用CFX軟件對泵內(nèi)氣液兩相流進(jìn)行非定常數(shù)值模擬，研究在泵的自吸過程中，泵內(nèi)氣液兩相流的含氣率、壓力和流量的分布規(guī)律及流動(dòng)特征。對葉輪入口、泵出口、蝸殼出口及蝸殼孔口處的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了監(jiān)測，并將結(jié)果進(jìn)行對比分析，后根據(jù)泵出口的氣相流量，給出了估算自吸式離心油泵自吸時(shí)間的方法。此外，還研究擋板結(jié)構(gòu)對自吸式離心油泵的作用。
