帶前置誘導(dǎo)輪的復(fù)合葉輪型離心泵數(shù)值研究.pdf

1、近年來,級環(huán)境下的流動成為葉輪機(jī)械動力學(xué)研究的焦點。尤其是低比轉(zhuǎn)速復(fù)合葉輪離心泵內(nèi)部的流動更加復(fù)雜,亟待解決的問題也更多。本文就帶前置誘導(dǎo)輪的復(fù)合葉輪型兩級離心泵的流動為研究對象,應(yīng)用適合于葉輪機(jī)械內(nèi)部復(fù)雜流動的有效數(shù)值模擬工具對各個過流部件進(jìn)行系統(tǒng)的研究分析。 本文基于N-S方程和標(biāo)準(zhǔn)的k-ε紊流模型,采用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格,分析了不同工況下離心泵內(nèi)部的定常流動。其中誘導(dǎo)輪的壓力和速度分布均是從輪轂到輪緣徑向且軸向增加,沿徑向的梯度大

2、于軸向的梯度。誘導(dǎo)輪和首級葉輪進(jìn)口附近均有回流,且首級葉輪內(nèi)長葉片壓力面和短葉片吸力面?zhèn)鹊牧鲃用黠@優(yōu)于短葉片壓力面和中長葉片吸力面的流動。正導(dǎo)葉壓力由小變大,體現(xiàn)了導(dǎo)葉使得速度能轉(zhuǎn)化成壓力能的作用。反導(dǎo)葉的壓力和速度變化不大,實現(xiàn)了其作為壓水室的作用。次級葉輪的水力性能要明顯優(yōu)于首級葉輪。 以誘導(dǎo)輪和首級葉輪為研究對象,通過改變誘導(dǎo)輪和首級葉輪的周向角度表明：誘導(dǎo)輪周向旋轉(zhuǎn)主要影響到葉片進(jìn)口,對于出口的影響很小。周向角度在減小2

3、0°和增加20°度后的離心泵效率最大偏差值不超過0.6％,揚程的最大偏差不超過0.09％,說明周向角度對離心泵的整體影響比較小。 最后,利用計算后的離心泵性能參數(shù)繪制其的性能曲線,并與實驗得到的性能曲線作對比,證明數(shù)值分析在一定程度上的可靠性?；跀?shù)值計算準(zhǔn)確性的前提下,分別計算短葉片不同偏置位置的流場,根據(jù)計算后的速度流場中的流動現(xiàn)象和預(yù)估的性能曲線的對比,說明短葉片向吸力面偏置可以改善離心泵內(nèi)部的流動和外特性。并對比了有無誘