兩類超低比轉(zhuǎn)速離心泵的數(shù)值分析及優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、超低比轉(zhuǎn)速離心泵在水力性能方面一直存在著3大問題，即:揚程-流量曲線易出現(xiàn)駝峰、大流量區(qū)運行易過載、效率較低等。這主要是設(shè)計方法上存在缺陷，本文在全面總結(jié)超低比轉(zhuǎn)速離心泵設(shè)計方法的基礎(chǔ)上，綜合各種設(shè)計方法的優(yōu)缺點，提出了超低比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵優(yōu)化設(shè)計方法，即在其他關(guān)鍵幾何參數(shù)不變的情況下，減小葉片出口排擠系數(shù)ψ2（表現(xiàn)為堵塞葉輪流道）實現(xiàn)乘式D2b2ψ2tanβ2合理減小，以達到高效、無駝峰、無過載三者兼顧。
　　以常規(guī)超低比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵

2、水力模型M12.5-23為例，通過對CFD流動理論的分析，確定了針對M12.5-23的數(shù)值模擬方案，在帶泵腔的完整區(qū)域下進行全工況數(shù)值模擬，結(jié)果發(fā)現(xiàn):完整區(qū)域下，性能預測曲線與實驗曲線吻合度較好。因此，對于超低比轉(zhuǎn)速離心泵的數(shù)值模擬，計算區(qū)域不能忽略泵腔。按照水力設(shè)計優(yōu)化方法，以M12.5-23為例，在保證葉輪出進口面積比A2/A1遞進減小的前提下建立7個改進模型，并進行全工況數(shù)值模擬，結(jié)果顯示:發(fā)現(xiàn)7個改進模型下?lián)P程、軸功率均有不同程

3、度的下降，效率均有所上升;選取面積比為0.8、1.0兩個改進模型和原模型為代表，對內(nèi)部流場進行對比分析發(fā)現(xiàn):隨著葉輪流道的進一步收窄，流道內(nèi)部軸向漩渦減小，水力損失變小;由于流道收窄后出口絕對速度增大，使得葉頂間隙附近漩渦增強，水力損失增大。
　　以部分流泵水力模型QXB130-7作為特殊泵型的代表，按照遞進原則設(shè)計出8種改進模型，并進行全工況下數(shù)值模擬實驗，結(jié)果顯示:當改進模型的面積比小于1.2時，揚程-流量曲線出現(xiàn)了駝峰，這是

4、由于在對部分流泵直葉片加厚時，減小葉輪出口排擠系數(shù)ψ2的同時，葉片出口安放角隨之變大，必然會產(chǎn)生駝峰，軸功率和效率的預測結(jié)果與常規(guī)泵型相類似;同樣選取面積比為0.8、1.0兩個改進模型和原模型為代表分析內(nèi)流場，結(jié)果顯示:兩個改進模型葉輪流道內(nèi)軸向漩渦面積減小，但強度始終很大;隔舌附近的沖擊損失非常大;隨著流量的增加，蝸室出口的右側(cè)的斷流情況明顯減少，大流量下流場趨于均勻穩(wěn)定。
　　以離心泵面積比原理及相關(guān)理論為基礎(chǔ)，本文建立了超低