沖壓焊接離心泵葉輪及蝸殼耦合特性準(zhǔn)非定常數(shù)值模擬.pdf

1、本文通過CFD技術(shù)研究了沖壓焊接離心泵過流部件在準(zhǔn)非定常條件下的流動特點(diǎn)，分析了葉輪和蝸殼之間的耦合特性與離心泵性能的內(nèi)在關(guān)系，并通過試驗(yàn)驗(yàn)證了數(shù)值預(yù)測的可靠性。在此基礎(chǔ)上提出沖壓焊接離心泵性能優(yōu)化目標(biāo)和措施。本文在初步水力設(shè)計(jì)、數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上對沖壓焊接離心泵進(jìn)行了研究和總結(jié)，主要研究包括： 1．采用準(zhǔn)非定常模擬沖壓焊接離心泵過流部件內(nèi)部流場。除了大流量工況，隔舌附近有一個(gè)低壓區(qū)隨著葉輪及蝸殼相對位置變化逐漸增大；小

2、流量工況時(shí)，葉輪流道內(nèi)發(fā)生了嚴(yán)重的回流和二次流現(xiàn)象；大流量工況時(shí)蝸殼出口存在流動分離。 2．對比了葉輪和蝸殼耦合面周向靜壓分布和徑向速度分布規(guī)律，蝸殼周向不同位置時(shí)靜壓對流量變化的敏感性不同：最大靜壓和最小靜壓值一般發(fā)生在第Ⅳ斷面到隔舌區(qū)域之間，由于蝸殼隔舌對葉輪出口附近流場的影響，隔舌兩側(cè)的靜壓值發(fā)生了突變。 3．基于準(zhǔn)非定常對沖壓焊接離心泵進(jìn)行性能預(yù)測。在葉輪與蝸殼不同相對位置時(shí)，揚(yáng)程、水力功率和水力效率預(yù)測值均出現(xiàn)

3、了明顯的波動；性能預(yù)測與試驗(yàn)結(jié)果對比表明：設(shè)計(jì)工況時(shí)準(zhǔn)非定常性能預(yù)測具有很好的預(yù)測精度，非設(shè)計(jì)工況時(shí)性能預(yù)測的最大偏差在10％范圍內(nèi)。 4．提出了沖壓焊接離心泵徑向力數(shù)值預(yù)測的數(shù)學(xué)模型。小流量工況時(shí)沖壓焊接離心泵徑向力最大，設(shè)計(jì)工況時(shí)的徑向力最??；小流量工況時(shí)總徑向力矢量方向在第Ⅲ斷面和第Ⅴ斷面之間，大流量工況時(shí)總徑向力矢量方向在第Ⅶ斷面和隔舌之間，設(shè)計(jì)工況時(shí)總徑向力在第V斷面和第Ⅶ斷面之間。 5．在數(shù)值分析和性能預(yù)測的