螺旋離心泵啟動過程及軸向力特性的數(shù)值研究.pdf

1、泵的啟動過程是一種特殊的瞬態(tài)過程，表現(xiàn)出明顯的瞬態(tài)特性，啟動過程產(chǎn)生的瞬時沖擊以及壓力脈動對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性起著至關(guān)重要的作用。螺旋離心泵是將螺旋泵與離心泵融合為一體的具有較強(qiáng)無堵塞、無纏繞的新型雜質(zhì)泵，目前對螺旋離心泵啟動特性研究的相關(guān)報道較少，研究螺旋離心泵啟動過程瞬態(tài)特性對于螺旋離心泵的設(shè)計以及運(yùn)行具有一定的意義。
　　 基于相對坐標(biāo)系下的雷諾時均N-S方程和RNGk-ε湍流模型，采用滑移網(wǎng)格技術(shù)，以清水為介質(zhì)，對螺旋

2、離心泵封閉管路系統(tǒng)進(jìn)行了全三維的數(shù)值模擬，通過UDF(UserDefineFunction)函數(shù)來實現(xiàn)葉輪轉(zhuǎn)速的自動更新。為了研究啟動方式、啟動時間、管路阻力對螺旋離心泵啟動特性的影響，設(shè)計出了六種不同方案，通過對6種不同方案的數(shù)值計算，得到了螺旋離心泵啟動過程對應(yīng)外特性參數(shù)流量、揚(yáng)程、功率、效率、進(jìn)出口壓力等隨時間的變化規(guī)律;軸向力、徑向力變化規(guī)律以及內(nèi)部流動演化過程;以及啟動方式、啟動時間、管路特性因素對螺旋離心泵啟動特性的影響。<

3、br>　　 結(jié)果表明:螺旋離心泵啟動過程中流量隨時間的變化呈現(xiàn)出多次曲線的變化規(guī)律，揚(yáng)程、功率、效率表現(xiàn)出準(zhǔn)周期波動并且數(shù)值隨時間增加;啟動過程表現(xiàn)出明顯的瞬態(tài)效應(yīng)，伴隨有較大的壓力脈動以及功率波動;啟動方式、啟動時間、管路阻力對外特性、壓力脈動、功率波動幅度、軸向力、徑向力等參數(shù)均有一定的影響;泵內(nèi)流動狀態(tài)隨著時間的變化發(fā)生了一定的變化，出現(xiàn)了流動分離以及較大的漩渦，漩渦的大小、位置隨時間變化而變化。
　　 基于RNGk-ε

4、湍流模型，采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格技術(shù)和SIMPLEC算法，分別以清水和固液兩相沙水為介質(zhì)，選用Mixture多相流模型，對帶有葉輪背葉片的螺旋離心泵進(jìn)行了全三維數(shù)值計算，通過改變?nèi)~輪背葉片數(shù)目和寬度設(shè)計出6種不同葉輪方案，對各種方案下泵內(nèi)流動進(jìn)行了數(shù)值模擬，獲得了螺旋離心泵葉輪無背葉片和不同背葉片數(shù)目及寬度下外特性、內(nèi)部流動以及軸向力的變化規(guī)律。
　　 結(jié)果表明:螺旋離心泵葉輪背葉片的數(shù)目、寬度對泵揚(yáng)程影響不大，相對于背葉片數(shù)目而言，