螺旋離心泵啟動(dòng)過(guò)程及軸向力特性的數(shù)值研究.pdf

1、泵的啟動(dòng)過(guò)程是一種特殊的瞬態(tài)過(guò)程，表現(xiàn)出明顯的瞬態(tài)特性，啟動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生的瞬時(shí)沖擊以及壓力脈動(dòng)對(duì)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(wú)堵塞、無(wú)纏繞的新型雜質(zhì)泵，目前對(duì)螺旋離心泵啟動(dòng)特性研究的相關(guān)報(bào)道較少，研究螺旋離心泵啟動(dòng)過(guò)程瞬態(tài)特性對(duì)于螺旋離心泵的設(shè)計(jì)以及運(yùn)行具有一定的意義。
　　 基于相對(duì)坐標(biāo)系下的雷諾時(shí)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(duì)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(guò)UDF(UserDefineFunction)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)葉輪轉(zhuǎn)速的自動(dòng)更新。為了研究啟動(dòng)方式、啟動(dòng)時(shí)間、管路阻力對(duì)螺旋離心泵啟動(dòng)特性的影響，設(shè)計(jì)出了六種不同方案，通過(guò)對(duì)6種不同方案的數(shù)值計(jì)算，得到了螺旋離心泵啟動(dòng)過(guò)程對(duì)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(shí)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(dòng)演化過(guò)程;以及啟動(dòng)方式、啟動(dòng)時(shí)間、管路特性因素對(duì)螺旋離心泵啟動(dòng)特性的影響。<

3、br>　　 結(jié)果表明:螺旋離心泵啟動(dòng)過(guò)程中流量隨時(shí)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(dòng)并且數(shù)值隨時(shí)間增加;啟動(dòng)過(guò)程表現(xiàn)出明顯的瞬態(tài)效應(yīng)，伴隨有較大的壓力脈動(dòng)以及功率波動(dòng);啟動(dòng)方式、啟動(dòng)時(shí)間、管路阻力對(duì)外特性、壓力脈動(dòng)、功率波動(dòng)幅度、軸向力、徑向力等參數(shù)均有一定的影響;泵內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)隨著時(shí)間的變化發(fā)生了一定的變化，出現(xiàn)了流動(dòng)分離以及較大的漩渦，漩渦的大小、位置隨時(shí)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(duì)帶有葉輪背葉片的螺旋離心泵進(jìn)行了全三維數(shù)值計(jì)算，通過(guò)改變?nèi)~輪背葉片數(shù)目和寬度設(shè)計(jì)出6種不同葉輪方案，對(duì)各種方案下泵內(nèi)流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，獲得了螺旋離心泵葉輪無(wú)背葉片和不同背葉片數(shù)目及寬度下外特性、內(nèi)部流動(dòng)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(duì)泵揚(yáng)程影響不大，相對(duì)于背葉片數(shù)目而言，