基于CFD的帶分流葉片離心泵內(nèi)部流場(chǎng)及性能研究.pdf

1、離心泵是一種廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域的通用水力機(jī)械,按照傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)的離心泵都有效率低、易過(guò)載、揚(yáng)程曲線出現(xiàn)駝峰、小流量工況下不穩(wěn)定以及運(yùn)行時(shí)容易產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲等問(wèn)題,添加分流葉片設(shè)計(jì)法是目前解決上述問(wèn)題,改善離心泵性能最有效的方法之一。針對(duì)已往研究的帶分流葉片離心泵結(jié)構(gòu)較為單一,本文首先對(duì)一種已往研究較少的長(zhǎng)中短葉片離心泵進(jìn)行研究,然后設(shè)計(jì)出一種結(jié)構(gòu)新型的雙分流葉片離心泵,并進(jìn)行研究,以期為帶分流葉片離心泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供新的思路和方

2、法,最后利用非定常數(shù)值計(jì)算的方法探索分流葉片對(duì)泵體誘導(dǎo)振動(dòng)和噪聲的影響。主要工作和結(jié)論有:
　　 (1)以IS50-32-125型離心泵作為模型泵,建立了計(jì)算模型和確定了數(shù)值計(jì)算方法,探討了湍流模型、網(wǎng)格尺寸和收斂精度對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響,并通過(guò)離心泵外特性試驗(yàn),驗(yàn)證了本文所采用的計(jì)算模型和計(jì)算方法的準(zhǔn)確性。
　　 (2)在模型泵的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出長(zhǎng)中短葉片離心泵,并采用正交數(shù)值模擬研究的方法對(duì)長(zhǎng)中短葉片離心泵葉輪的主要幾何結(jié)構(gòu)

3、參數(shù),如中分流葉片進(jìn)口直徑、短分流葉片進(jìn)口直徑、中短分流葉片周向偏置度等3個(gè)因素進(jìn)行研究,獲得了各幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)與離心泵性能之間的關(guān)系,同時(shí)得到了各幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)離心泵性能影響的主次順序。設(shè)計(jì)出的最佳長(zhǎng)中短葉片離心泵揚(yáng)程在全流量工況范圍內(nèi)比模型泵提高了16.59％～7.15％,整機(jī)效率在大流量區(qū)域比模型泵提高了0.78％～12.67％。
　　 (3)在模型泵的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出雙分流葉片離心泵,并通過(guò)數(shù)值模擬的方法探討了雙分流葉片離心泵

4、葉輪主要幾何結(jié)構(gòu)參數(shù),如雙分流葉片進(jìn)口直徑、雙分流葉片周向偏置度及葉片數(shù)對(duì)離心泵內(nèi)部流場(chǎng)及整機(jī)性能的影響,得出了各幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)的最優(yōu)設(shè)計(jì)取值。設(shè)計(jì)出的最佳雙分流葉片離心泵,揚(yáng)程在全流量工況范圍內(nèi)比模型泵增加了15.02％～36.63％,效率在大流量區(qū)域比模型泵提高了1.92％～12.44％,而且揚(yáng)程曲線更加平坦,效率曲線向大流量方向偏移,高效區(qū)也變寬了。
　　 (4)采用滑移網(wǎng)格技術(shù)對(duì)4種不同葉輪類(lèi)型的離心泵在小流量工況、最佳工