基于CFD的帶分流葉片離心泵內部流場及性能研究.pdf

1、離心泵是一種廣泛應用于國民經濟各個領域的通用水力機械,按照傳統(tǒng)方法設計的離心泵都有效率低、易過載、揚程曲線出現(xiàn)駝峰、小流量工況下不穩(wěn)定以及運行時容易產生振動和噪聲等問題,添加分流葉片設計法是目前解決上述問題,改善離心泵性能最有效的方法之一。針對已往研究的帶分流葉片離心泵結構較為單一,本文首先對一種已往研究較少的長中短葉片離心泵進行研究,然后設計出一種結構新型的雙分流葉片離心泵,并進行研究,以期為帶分流葉片離心泵的結構設計提供新的思路和方

2、法,最后利用非定常數(shù)值計算的方法探索分流葉片對泵體誘導振動和噪聲的影響。主要工作和結論有:
　　 (1)以IS50-32-125型離心泵作為模型泵,建立了計算模型和確定了數(shù)值計算方法,探討了湍流模型、網格尺寸和收斂精度對計算結果的影響,并通過離心泵外特性試驗,驗證了本文所采用的計算模型和計算方法的準確性。
　　 (2)在模型泵的基礎上設計出長中短葉片離心泵,并采用正交數(shù)值模擬研究的方法對長中短葉片離心泵葉輪的主要幾何結構

3、參數(shù),如中分流葉片進口直徑、短分流葉片進口直徑、中短分流葉片周向偏置度等3個因素進行研究,獲得了各幾何結構參數(shù)與離心泵性能之間的關系,同時得到了各幾何結構參數(shù)對離心泵性能影響的主次順序。設計出的最佳長中短葉片離心泵揚程在全流量工況范圍內比模型泵提高了16.59％～7.15％,整機效率在大流量區(qū)域比模型泵提高了0.78％～12.67％。
　　 (3)在模型泵的基礎上設計出雙分流葉片離心泵,并通過數(shù)值模擬的方法探討了雙分流葉片離心泵

4、葉輪主要幾何結構參數(shù),如雙分流葉片進口直徑、雙分流葉片周向偏置度及葉片數(shù)對離心泵內部流場及整機性能的影響,得出了各幾何結構參數(shù)的最優(yōu)設計取值。設計出的最佳雙分流葉片離心泵,揚程在全流量工況范圍內比模型泵增加了15.02％～36.63％,效率在大流量區(qū)域比模型泵提高了1.92％～12.44％,而且揚程曲線更加平坦,效率曲線向大流量方向偏移,高效區(qū)也變寬了。
　　 (4)采用滑移網格技術對4種不同葉輪類型的離心泵在小流量工況、最佳工