軸流泵葉輪的改進(jìn)升力法設(shè)計(jì)及內(nèi)部流場計(jì)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(jì)水平，對(duì)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(duì)泵內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行深入的研究。本文基于此，對(duì)傳統(tǒng)的軸流泵葉輪設(shè)計(jì)方法——升力法進(jìn)行進(jìn)一步研究，考慮流動(dòng)邊界層以及葉輪輪緣間隙流動(dòng)等的影響，對(duì)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(jì)算，用上述兩種方法分別對(duì)ZWXB系列軸流泵葉輪進(jìn)行了水力計(jì)算與設(shè)計(jì)，并以ZWXBl200軸流

2、泵為例采用CFD技術(shù)，對(duì)設(shè)計(jì)完成的水力模型進(jìn)行了內(nèi)部流場分析與數(shù)值計(jì)算，得到改進(jìn)升力法設(shè)計(jì)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(shí)際流動(dòng)，以及靜止外殼壁面上的環(huán)狀邊界層流動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)等的相互干涉等問題后，改進(jìn)的升力法設(shè)計(jì)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(shí)減少了葉片端部載荷，降低間隙流動(dòng)的影響，使葉片的形狀更好地與實(shí)際流動(dòng)相符，改善了葉片之間的二次流動(dòng)以及各種旋渦對(duì)流動(dòng)的影響。從流動(dòng)數(shù)值計(jì)算的結(jié)果來看，采用改進(jìn)升力法設(shè)計(jì)的軸流泵葉輪葉片的效率要比傳統(tǒng)升力法設(shè)計(jì)的軸流泵效率，在各個(gè)工況下平均要高1.5％左右。 本文還對(duì)軸流泵葉輪葉片外緣間隙內(nèi)的流動(dòng)進(jìn)行了計(jì)算，考查了間隙分別為1.5mm和2.5mm時(shí)間隙中的流動(dòng)情況，以及間隙的改變對(duì)葉輪性能的影響，同時(shí)得到了各工況下葉片上的速度