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(jí)環(huán)境下的流動(dòng)成為葉輪機(jī)械動(dòng)力學(xué)研究的焦點(diǎn)。尤其是低比轉(zhuǎn)速?gòu)?fù)合葉輪離心泵內(nèi)部的流動(dòng)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(jí)離心泵的流動(dòng)為研究對(duì)象,應(yīng)用適合于葉輪機(jī)械內(nèi)部復(fù)雜流動(dòng)的有效數(shù)值模擬工具對(duì)各個(gè)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(dòng)。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(jí)葉輪進(jìn)口附近均有回流,且首級(jí)葉輪內(nèi)長(zhǎng)葉片壓力面和短葉片吸力面?zhèn)鹊牧鲃?dòng)明顯優(yōu)于短葉片壓力面和中長(zhǎng)葉片吸力面的流動(dòng)。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(shí)現(xiàn)了其作為壓水室的作用。次級(jí)葉輪的水力性能要明顯優(yōu)于首級(jí)葉輪。 以誘導(dǎo)輪和首級(jí)葉輪為研究對(duì)象,通過改變誘導(dǎo)輪和首級(jí)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(duì)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(yáng)程的最大偏差不超過0.09％,說明周向角度對(duì)離心泵的整體影響比較小。 最后,利用計(jì)算后的離心泵性能參數(shù)繪制其的性能曲線,并與實(shí)驗(yàn)得到的性能曲線作對(duì)比,證明數(shù)值分析在一定程度上的可靠性。基于數(shù)值計(jì)算準(zhǔn)確性的前提下,分別計(jì)算短葉片不同偏置位置的流場(chǎng),根據(jù)計(jì)算后的速度流場(chǎng)中的流動(dòng)現(xiàn)象和預(yù)估的性能曲線的對(duì)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(dòng)和外特性。并對(duì)比了有無誘