葉片數(shù)對(duì)低比轉(zhuǎn)速離心泵內(nèi)部流場(chǎng)及壓力脈動(dòng)影響的數(shù)值模擬.pdf

1、利用流體仿真軟件fluent，通過對(duì)SHL200-160×2低比轉(zhuǎn)速離心泵進(jìn)行數(shù)值模擬,得出了以下結(jié)論：
　　1.對(duì)不同葉片數(shù)低比轉(zhuǎn)速離心泵進(jìn)行定常數(shù)值模擬，分析不同葉片數(shù)下離心泵葉輪和蝸殼上的壓力分布，并對(duì)不同葉片數(shù)下的外特性曲線、葉輪的反擊系數(shù)以及作用于葉輪上的徑向力進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：
　　(1)合適選擇離心泵葉輪的葉片數(shù)提高了葉片進(jìn)口處的負(fù)壓值，改變了泵的汽蝕性能；雙蝸殼結(jié)構(gòu)的泵的壓力分布更為均勻，其內(nèi)部流動(dòng)更加

2、穩(wěn)定；隔舌處的壓力變化梯度變小，減小了流體之間的相互作用力。
　　(2)通過對(duì)5種葉片數(shù)下泵的效率η、揚(yáng)程H、軸功率P以及反擊系數(shù)?計(jì)算，在特定的環(huán)境要求下存在一種合適的葉片數(shù)來改善泵的外特性。在側(cè)重效率時(shí)選擇6、7葉片數(shù)，側(cè)重效率兼揚(yáng)程時(shí)選擇7葉片數(shù)，在側(cè)重?fù)P程方面可以選擇7、8葉片數(shù)。
　　(3)葉片數(shù)的增加或減少，都破壞了葉輪和蝸殼間流動(dòng)的協(xié)調(diào)性，增大了葉輪上的徑向力，但增加幅度不大，所以在提高泵的效率和揚(yáng)程的同時(shí)，可

3、以認(rèn)為徑向力對(duì)泵穩(wěn)定性的影響可忽略。
　　2.在保證葉輪其他幾何參數(shù)不變的情況下，改變?nèi)~片數(shù)，采用FLUENT軟件，RNGk-?湍流模型和滑移網(wǎng)格技術(shù)，對(duì)低比轉(zhuǎn)速離心泵進(jìn)行三維非定常數(shù)值模擬，主要得出了以下結(jié)論：
　　(1)隨著葉片數(shù)的增多，離心泵靜壓極大值增大；在3/3周期時(shí)，泵葉輪和蝸殼上的壓力變化都比較均勻；在葉片的進(jìn)口處，負(fù)壓值相當(dāng)，局部負(fù)壓區(qū)面積都比較小，負(fù)壓基本上都出現(xiàn)在同一位置。在3/3周期時(shí)，隔舌處出現(xiàn)靜壓極

4、大值，且隔舌附近壓力變化梯度較大，對(duì)泵的穩(wěn)定運(yùn)行造成了一定影響。
　　(2)三種葉片數(shù)下壓力脈動(dòng)隨著葉輪旋轉(zhuǎn)呈周期性變化，波峰與波谷的數(shù)目正好與葉輪葉片數(shù)相同。在小流量工況時(shí)，隨著葉片數(shù)的增多，壓力脈動(dòng)幅值逐漸減小。4、5葉片數(shù)時(shí)，蝸殼-葉輪間隙處的壓力脈動(dòng)幅值變化最大，隔舌處次之，蝸殼擴(kuò)散段處最小。小于設(shè)計(jì)葉片數(shù)時(shí)，三個(gè)位置的壓力脈動(dòng)幅值明顯增大，大于設(shè)計(jì)葉片數(shù)時(shí)壓力脈動(dòng)幅值減小。
　　(3)從4、5、6葉片數(shù)下的壓力脈動(dòng)

5、頻域圖可以看出，5種工況下，壓力脈動(dòng)頻率均以葉片通過頻率為主，脈動(dòng)在葉輪軸頻處的響應(yīng)遠(yuǎn)弱于葉片通過頻率f處。隨著葉片數(shù)的增多，主頻處壓力脈動(dòng)振幅依次減小。最大脈動(dòng)幅值均在1倍葉頻與2倍葉片處，高于2倍葉頻時(shí)脈動(dòng)幅值嚴(yán)重衰減，到最大頻率處時(shí)脈動(dòng)基本無響應(yīng)。
　　3.以設(shè)計(jì)葉片數(shù)下離心泵定常數(shù)值模擬結(jié)果作為初始條件，對(duì)SHL200-160×2低比轉(zhuǎn)速離心泵進(jìn)行非定常計(jì)算，在蝸殼內(nèi)進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置，通過分析設(shè)計(jì)工況下各監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的壓力脈動(dòng)時(shí)

6、域圖和頻域圖，以及各監(jiān)測(cè)點(diǎn)最大脈動(dòng)幅值，說明設(shè)計(jì)葉片數(shù)下離心泵雙蝸殼內(nèi)的流動(dòng)特征。
　　(1)設(shè)計(jì)工況下各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的壓力脈動(dòng)隨著葉輪的旋轉(zhuǎn)都呈現(xiàn)周期性的變化。壓力脈動(dòng)在隔舌的兩側(cè)脈動(dòng)變化較大，且隔舌內(nèi)側(cè)要大于隔舌外側(cè)，靠近出口的四個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的脈動(dòng)幅值都較小。隨著葉輪的旋轉(zhuǎn)方向，離隔舌越遠(yuǎn)，蝸殼內(nèi)的壓力脈動(dòng)變化越小，受到葉片與隔舌的動(dòng)靜干擾越弱。
　　(2)蝸殼內(nèi)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的壓力脈動(dòng)主頻保持一致，都為葉片掠過隔舌的頻率，基本上