軸流泵葉輪的改進(jìn)升力法設(shè)計及內(nèi)部流場計算.pdf

1、軸流泵廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域，提高軸流泵的研究和設(shè)計水平，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及節(jié)約能源將產(chǎn)生重要的影響。要提高軸流泵效率，擴(kuò)大其工況范圍及提高其可靠性，必須對泵內(nèi)部流動進(jìn)行深入的研究。本文基于此，對傳統(tǒng)的軸流泵葉輪設(shè)計方法——升力法進(jìn)行進(jìn)一步研究，考慮流動邊界層以及葉輪輪緣間隙流動等的影響，對升力法模型進(jìn)行改進(jìn)，提出改進(jìn)后的升力法模型。通過編程計算，用上述兩種方法分別對ZWXB系列軸流泵葉輪進(jìn)行了水力計算與設(shè)計，并以ZWXBl200軸流

2、泵為例采用CFD技術(shù)，對設(shè)計完成的水力模型進(jìn)行了內(nèi)部流場分析與數(shù)值計算，得到改進(jìn)升力法設(shè)計的水力模型的性能指標(biāo)較傳統(tǒng)升力法好，這充分說明在考慮了葉片端部靠近外殼和輪轂等區(qū)域的實際流動，以及靜止外殼壁面上的環(huán)狀邊界層流動，轉(zhuǎn)動葉片表面上的邊界層以及葉片端部和外殼之間的間隙流動等的相互干涉等問題后，改進(jìn)的升力法設(shè)計的葉輪葉片在葉端及葉根部分采用了加長前傾的扭曲形狀，從而有效地控制外殼和輪轂表面上的環(huán)狀邊界層的發(fā)展及葉片負(fù)壓面上邊界層的分離，

3、同時減少了葉片端部載荷，降低間隙流動的影響，使葉片的形狀更好地與實際流動相符，改善了葉片之間的二次流動以及各種旋渦對流動的影響。從流動數(shù)值計算的結(jié)果來看，采用改進(jìn)升力法設(shè)計的軸流泵葉輪葉片的效率要比傳統(tǒng)升力法設(shè)計的軸流泵效率，在各個工況下平均要高1.5％左右。 本文還對軸流泵葉輪葉片外緣間隙內(nèi)的流動進(jìn)行了計算，考查了間隙分別為1.5mm和2.5mm時間隙中的流動情況，以及間隙的改變對葉輪性能的影響，同時得到了各工況下葉片上的速度