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BPX型排水泵內流分析及降噪方案

放大字體  縮小字體 發布日期:2017-11-20  來源:中國泵閥網  瀏覽次數:17147
核心提示:  排灌機械工程學報BPX型排水泵內流分析及降噪方案高波楊敏官吳承福諶志偉2臺典型的BPX型排水泵的內流場進行了數值計算,得到了在不同工況下泵內的速度、壓力及渦量場分布特征。計算結果表明:泵過濾室內液

  排灌機械工程學報BPX型排水泵內流分析及降噪方案高波楊敏官吳承福諶志偉2臺典型的BPX型排水泵的內流場進行了數值計算,得到了在不同工況下泵內的速度、壓力及渦量場分布特征。計算結果表明:泵過濾室內液流呈低速緩流狀,異物過濾裝置后蓋板附近有環狀非對稱切向旋渦產生;過流通道面積突變使得葉輪吸入口入流條件較差;出液管內部流動出現明顯的流動分離,由貫通流和低速回流區域組成;葉輪流道內部,特別是在葉輪輪轂周邊及流道內靠近葉片背面附近,渦量分布密集,在葉尖附近也存在較強的渦量分布,出液管內有渦條帶形成。

  同時,對模型泵進行了空氣噪聲測試,根據測試結果將泵運行過程劃分為啟動初期、正常運轉期和空排期3個階段,分析了各階段的噪聲特性,并提出了3種具有代表性的降噪方案,認為開設回流孔方案可行性較大。

  (1.江蘇大學能源與動力工程學院,江蘇鎮江212013;2.常州雷利電機科技有限公司,江蘇常州213000)期目介日項簡稿金者收基作國家自然科學基金資助項目(50776040);江蘇大學高級人才科研啟動基金資助項目(10DG032)高波(1983―),男,江蘇鎮江人,講師,博士(gaobous. edu.cn),主要從事流體機械性能及多相流動研究。

  楊敏官(1952―),男,江蘇常州人,教授,博士生導師(mgyangus.edu.cn),主要從事流體機械性能及多相流動研究。

  排灌機械工程學報排水泵是上排水型洗衣機中特有的排水動力部件,承擔著洗滌或脫水后洗滌液的排出任務。由于涉及功能和成本因素,排水泵的重要性在洗衣機設計中常被忽視。隨著社會環保意識的增強和‘’綠色家電“概念的提出,家用電器在工作狀態所產生的噪聲量級被嚴格限定1.排水泵采用離心葉輪結構,作為上排水型洗衣機的排水動力設備,是洗衣機整機噪聲的主要噪聲源之一,其噪聲水平在某種程度上決定了洗衣機的品質。國內外學者針對離心泵內流及其誘導噪聲開展了大量研究,但由于排水泵結構的特殊性,對該型泵內流及其誘導噪聲的研究起步較晚,相關研究成果甚少。

  為指導排水泵的設計與開發,文中對一臺典型的BPX型泵的內部流動進行研究,以掌握泵運行過程中空氣噪聲特性,并進行降噪方案設計。研究從兩方面展開,首先運用計算流體動力學(CFD)方法對BPX型排水泵進行內流分析;然后結合噪聲控制理論,以降低流動誘導的空氣噪聲為目的,針對該型泵進行多方案改型設計,并進行噪聲測試,最終提出優化方案。

  1排水泵結構及參數從經濟實用性考慮,排水泵由于使用場合的特殊性,具有其獨特的結構。為BPX型排水泵的典型結構,主要由泵體和電動機組成。排水泵泵體內沿介質流動方向,依次為吸入管、過濾室、葉輪、壓水室和出口管。過濾室是排水泵所特有的重要結構,其內部布置有異物過濾裝置,阻止來自洗滌液內時常夾雜的紐扣、別針等異物流入葉輪。泵葉輪一般采用開式、放射型直葉片的簡單結構,葉輪驅動軸為電動機軸。由于電動機每次啟動轉向的不確定性,采用環形對稱壓水室,其斷面成矩形。泵體內的所有部件均采用工程塑料注塑成型,可降低成本,并防止腐蝕。

  排水泵結構Fig.根據國家標準的要求,將水輸送至一定高度(般為1.0~1.5m)再排出,整機的排水時間應小于4min,限定了排水泵的流量和揚程08.BPX型排水泵主要設計參數和幾何參數分別為揚程H=1.0m,排水量Q17L/min,轉速n=3000r/min,電動機功率P矣30W;葉輪外徑=39.00mm,葉輪出口寬度=11.10mm,4葉片。

  2內流計算及分析為揭示BPX型排水泵內部流場的典型特性,通過劃分軸截面、軸面的方法,獲得各截面上的瞬時速度、壓力、渦量場分布等信息。

  2.1計算方法排水泵雖然結構簡單,但其內部仍呈現復雜的三維湍流流動狀態。為了真實地反映泵內流動結構,描述泵內部的湍流流動,采用三維不可壓雷諾時均N-S方程,選擇適用于旋轉流場的RNGk -湍流模型進行方程的封閉,控制方程組可

 
 
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