低比轉速復合葉輪離心泵的優(yōu)化設計和試驗研究.pdf

1、低比轉速離心泵主要的能量轉換在復合葉輪內完成,因此針對復合葉輪的優(yōu)化設計對離心泵的節(jié)能降耗有重要意義。CFD技術的快速發(fā)展為低比轉速復合葉輪離心泵的優(yōu)化設計提供了強有力的手段。本文在課題組原有研究的基礎上以效率為優(yōu)化目標,基于三維流動分析對具有長、短葉片的復合葉輪進行了優(yōu)化設計,并對優(yōu)化前后葉輪的低比轉速復合葉輪離心泵整機進行了數(shù)值模擬與性能預測,最后對優(yōu)化前后葉輪的離心泵進行了試驗研究。主要內容如下:
　　 (1)介紹了本文優(yōu)

2、化設計及數(shù)值計算所采用的方法,利用Pro/E對過流部件:葉輪、誘導輪、蝸殼進行了建模。利用NUMECA軟件,采用結構化網格對整機進行了網格劃分;
　　 (2)對復合葉輪進行了參數(shù)化造型,以復合葉輪出口角β2和短葉片起始直徑Di2兩個參數(shù)為優(yōu)化變量,及復合葉輪出口角β2一個參數(shù)為優(yōu)化變量,在這兩種優(yōu)化策略下,基于效率為優(yōu)化目標對復合葉輪單通道進行了優(yōu)化設計研究,得到了兩種策略下優(yōu)化后的葉輪幾何模型,將其繪制成零件圖,為后續(xù)葉輪的加

3、工提供依據(jù);
　　 (3)采用雷諾時均Navier-Stokes方程和Spalart-Allmaras模型湍流模型對優(yōu)化前后葉輪的低比轉速離心泵(共3臺)進行了整機的三維數(shù)值模擬;分析優(yōu)化前后離心泵過流部件內的流場特性;并對整機工況下優(yōu)化前后葉輪的低比轉速離心泵性能進行了預測,驗證了優(yōu)化葉輪的離心泵的效率確實有所提高。
　　 (4)對CFD優(yōu)化前后葉輪的離心泵進行了外特性試驗研究,得到了優(yōu)化前后葉輪離心泵的性能曲線,并和