葉輪直徑對低揚程立式軸流泵裝置水力性能的影響.pdf

1、南水北調(diào)東線泵站工程的主要特點是揚程低、流量大、年運行時間長。如何根據(jù)東線泵站工程的特點，合理地選擇水泵裝置型式、提高泵站的裝置效率是東線泵站工程建設中一項極其重要的工作。 立式軸流泵裝置作為一種成熟的泵型已在數(shù)百座大型泵站中得到了廣泛應用。與其它泵裝置型式相比，立式軸流泵裝置具有運行穩(wěn)定、可靠性高、安裝檢修方便和投資省、維護費用少等優(yōu)點，并且在設計、制造及運行、管理等方面已積累了豐富的經(jīng)驗。為使這種成熟的泵裝置型式能在低揚程、

2、大流量泵站中得到更多更好的應用，有必要突破有關水泵nD值的傳統(tǒng)觀念，對立式軸流泵裝置的水力性能進行較為深入、系統(tǒng)的研究。 本文借用某大型低揚程泵站的主要控制尺寸和水位組合，應用CFD理論與技術，對與不同葉輪直徑相配套的進、出水流道的內(nèi)部流動進行了三維湍流流動數(shù)值模擬，對進、出水流道內(nèi)的流態(tài)進行了分析，并定量地比較了葉輪直徑對進、出水流道水力損失的影響。 應用CFD理論與技術，對模型泵泵段進行了三維湍流流動數(shù)值模擬，其結(jié)果

3、與模型試驗結(jié)果的對比表明采用數(shù)值模擬的方法模擬泵段內(nèi)部的流場、預測水泵性能是可行的且具有一定的準確性。這一步驟也為泵裝置整體數(shù)值模擬作了必要的準備。 應用CFD理論與技術，對不同葉輪直徑的泵裝置進行了三維湍流流動數(shù)值模擬，并將水泵裝置整體數(shù)值模擬得到的進、出水流道內(nèi)的流態(tài)及水力損失與流道單獨數(shù)值模擬的結(jié)果進行了比較。結(jié)果表明：水泵裝置整體數(shù)值模擬結(jié)果與流道單獨計算的結(jié)果基本一致。 為了驗證數(shù)值模擬的結(jié)果，對不同葉輪直徑的

4、進、出水流道進行了模型試驗研究，從流道內(nèi)部流動形態(tài)和水力損失兩個方面與數(shù)值模擬的結(jié)果進行了比較。 結(jié)果表明：進、出水流道內(nèi)部三維湍流流動數(shù)值模擬結(jié)果與模型試驗結(jié)果基本一致。降低水泵nD值有利于低揚程泵裝置汽蝕性能的改善和水力模型的選用。本文研究結(jié)果還表明：進、出水流道的水力損失隨葉輪直徑的增大而顯著減少(接近于與葉輪直徑的4次方成反比)，適當增大葉輪直徑，可顯著提高泵裝置效率，揚程愈低，葉輪直徑對裝置效率的影響愈顯著。適當增大葉