低比轉(zhuǎn)速離心泵蝸殼與葉輪匹配關(guān)系的數(shù)值研究.pdf

1、本文對(duì)離心泵內(nèi)不同形式蝸殼與葉輪之間的匹配關(guān)系進(jìn)行了較細(xì)致的數(shù)值研究，開(kāi)展的主要工作有：
　　首先，根據(jù)蝸殼設(shè)計(jì)理論，在馬蹄形斷面蝸殼的基礎(chǔ)上重新設(shè)計(jì)了圓形斷面和矩形斷面兩種蝸殼，并分別將三種不同斷面的蝸殼與同一葉輪組合進(jìn)行了三維定常計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明，不同斷面形式蝸殼對(duì)離心泵性能及其內(nèi)部流動(dòng)特性有一定影響。矩形和圓形蝸殼在大流量工況區(qū)的效率比馬蹄形蝸殼有略微的提高，在設(shè)計(jì)工況點(diǎn)，矩形蝸殼的效率比馬蹄形蝸殼低0.14％，但在大流量

2、工況卻高出了1.6%。在小流量工況圓形蝸殼的揚(yáng)程比馬蹄形蝸殼的揚(yáng)程低了0.5m，矩形蝸殼和馬蹄形蝸殼相差不大；在大流量工況馬蹄形蝸殼的揚(yáng)程有所降低，在1.4Qd時(shí)達(dá)到最低，比矩形蝸殼泵的揚(yáng)程低了O.4m。
　　在定常計(jì)算的基礎(chǔ)上，開(kāi)展了三種蝸殼離心泵內(nèi)部的非定常流動(dòng)數(shù)值計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明，在設(shè)計(jì)流量下，各個(gè)葉道內(nèi)的流動(dòng)呈現(xiàn)出軸對(duì)稱性的特征，并且不同時(shí)刻各個(gè)葉道內(nèi)的流動(dòng)變化不大；蝸殼進(jìn)口周向平均壓力分布比較均勻；非設(shè)計(jì)工況下，各個(gè)葉

3、道內(nèi)的流動(dòng)不再具有軸對(duì)稱特征。其中，在小流量工況，葉道內(nèi)的流動(dòng)受尾跡的影響很大，各葉道內(nèi)靠近葉片吸力面距葉道出口2/3處產(chǎn)生了明顯的旋渦，最靠近蝸舌的葉道出口的尾跡幾乎占滿了整個(gè)葉道的出口，致使對(duì)應(yīng)的蝸殼進(jìn)口處出現(xiàn)了回流現(xiàn)象。大流量工況下，離心泵葉輪內(nèi)部的流動(dòng)受尾跡的影響減弱，當(dāng)葉輪尾部掃過(guò)蝸舌時(shí)，在靠近蝸舌的葉片尾部壓力面處有明顯的高速射流。蝸殼斷面的形狀對(duì)蝸殼內(nèi)的脈動(dòng)壓力有一定的影響，在蝸舌部位，設(shè)計(jì)工況和大流量工況矩形蝸殼測(cè)點(diǎn)T2

4、、T3的壓力脈動(dòng)的幅值比馬蹄形蝸殼和圓形蝸殼的小，T1點(diǎn)的脈動(dòng)幅值隨蝸殼斷面形狀的改變變化較??；蝸殼壁面上第Ⅷ斷面到第Ⅴ斷面的范圍內(nèi)的壓力脈動(dòng)隨蝸殼斷面形式的不同變化較為明顯，設(shè)計(jì)工況和大流量工況矩形蝸殼壁面上各測(cè)點(diǎn)的壓力脈動(dòng)的幅值比馬蹄形蝸殼和圓形蝸殼的小。
　　在非定常流動(dòng)計(jì)算的基礎(chǔ)上，對(duì)馬蹄形蝸殼在三種流量工況下的流動(dòng)噪聲的偶極子聲源進(jìn)行了預(yù)測(cè)，并基于該預(yù)測(cè)結(jié)果，分別對(duì)矩形蝸殼和圓形蝸殼對(duì)應(yīng)聲源區(qū)域監(jiān)測(cè)點(diǎn)的聲源強(qiáng)度進(jìn)行了計(jì)算

5、，對(duì)比分析了不同蝸殼對(duì)偶極子聲源強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明，由于旋轉(zhuǎn)葉輪和靜止的蝸殼存在著很強(qiáng)的動(dòng)靜干涉，各個(gè)工況下偶極子聲源所產(chǎn)生的噪聲主要以離散噪聲為主，同時(shí)含有一定的寬頻成分。設(shè)計(jì)流量工況下，偶極子聲源強(qiáng)度最大的位置主要在蝸舌靠近葉輪側(cè)的測(cè)點(diǎn)附近的區(qū)域。非設(shè)計(jì)流量工況下，噪聲源的范圍較設(shè)計(jì)工況均有所擴(kuò)大，聲源的強(qiáng)度有較大的增幅。蝸殼斷面的形狀對(duì)于流動(dòng)噪聲的成分的改變影響不大，對(duì)偶極子聲源強(qiáng)度的有一定的影響，設(shè)計(jì)工況和大流量工況下矩形蝸殼