軸流泵模型內(nèi)部動(dòng)靜耦合特性的研究.pdf

1、軸流泵屬于大流量、低揚(yáng)程泵,在我國(guó)南水北調(diào)東線工程的建設(shè)中應(yīng)用廣泛,泵的運(yùn)行穩(wěn)定性關(guān)系到沿線居民的防洪安全和供水安全等。在軸流泵內(nèi)部,葉輪與導(dǎo)葉的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和偏離設(shè)計(jì)工況時(shí)吸水室內(nèi)水流的流動(dòng)都會(huì)導(dǎo)致軸流泵內(nèi)部產(chǎn)生水力振動(dòng),是影響軸流泵運(yùn)行穩(wěn)定性的主要因素。本文針對(duì)軸流泵運(yùn)行時(shí)存在的上述問題,采用Reynolds時(shí)均控制方程和標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型,對(duì)軸流泵全流場(chǎng)進(jìn)行三維非定常數(shù)值模擬分析,本文的主要研究?jī)?nèi)容和取得的結(jié)論如下:
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2、.在最優(yōu)流量工況下,比較軸流泵模型內(nèi)部葉輪進(jìn)、出口,導(dǎo)葉中間和出口四個(gè)監(jiān)測(cè)面內(nèi)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的壓力脈動(dòng),葉輪進(jìn)口輪緣處壓力脈動(dòng)幅值最大,在今后的設(shè)計(jì)中,要重視對(duì)葉輪進(jìn)口處的優(yōu)化。
　　 2.對(duì)軸流泵模型在0.6Q、0.8Q、1.0Q、1.2Q四種流量工況下進(jìn)行非定常數(shù)值模擬。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在較小流量工況(0.6Q)下運(yùn)行時(shí),葉輪進(jìn)口處流動(dòng)紊亂,旋渦較大；葉輪出口處,軸面速度梯度較大；靠近輪轂區(qū)域軸面速度下降明顯,呈非線性分布；且軸流泵內(nèi)各

3、監(jiān)測(cè)面壓力脈動(dòng)幅值也顯著增大。實(shí)際運(yùn)行中要防止軸流泵在較小流量下運(yùn)行。
　　 3.導(dǎo)葉葉片數(shù)為4時(shí),靠近輪轂側(cè)的軸面速度減小；導(dǎo)葉葉片數(shù)為6時(shí),輪轂處的旋渦明顯減小。泵內(nèi)各處的壓力脈動(dòng)頻率主要受葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)頻率所決定,導(dǎo)葉數(shù)對(duì)其影響非常小。在本文使用的軸流泵模型中,導(dǎo)葉葉片數(shù)與葉輪葉片數(shù)互為質(zhì)數(shù)(葉片數(shù)為3,導(dǎo)葉葉片數(shù)為6)時(shí),對(duì)軸向速度和壓力脈動(dòng)均無(wú)較大影響。
　　 4.軸流泵葉輪與導(dǎo)葉間距較小時(shí),輪轂側(cè)軸向速度減小,由輪