低比轉(zhuǎn)速高速離心泵內(nèi)部流場分析.pdf

1、低比轉(zhuǎn)速離心泵葉片出口寬度小、葉輪外徑大、葉輪流道狹長等特點(diǎn),其圓盤摩擦損失較大,易產(chǎn)生"射流-尾跡"和駝峰現(xiàn)象,且在大流量區(qū)運(yùn)行易過載。因此低比轉(zhuǎn)速離心泵一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn),眾多學(xué)者在幾何參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)、試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬等方面進(jìn)行了大量的研究。
　　本文以某化工低比轉(zhuǎn)速高速離心泵為研究對象,應(yīng)用數(shù)值模擬的方法分析了離心泵內(nèi)的流動情況,發(fā)現(xiàn)該泵 H-Q特性曲線存在駝峰現(xiàn)象,功率流量曲線呈正斜率上升趨勢,葉輪出口存在射

2、流尾跡結(jié)構(gòu)等問題。為了解決上述問題,本文借鑒在汽輪機(jī)葉輪、離心風(fēng)機(jī)葉輪中應(yīng)用較為廣泛的串列葉片技術(shù),對上述低比轉(zhuǎn)速高速泵后彎式葉片進(jìn)行切割與旋轉(zhuǎn),探討了不同設(shè)計(jì)方案下離心泵的內(nèi)外性能,并選擇了比較匹配的串列葉片設(shè)計(jì)參數(shù),最后還對兩種葉輪形式下的高速離心泵進(jìn)行了壓力脈動分析。
　　研究結(jié)果表明,在設(shè)計(jì)串列葉片時,周向轉(zhuǎn)角θ>0°葉輪流場比較順暢,前后列葉片夾縫中的射流起到改善出口射流尾跡的效果;當(dāng)θ<0°后列葉片吸力面會形成較大脫流

3、現(xiàn)象。在不考慮后列葉片轉(zhuǎn)角ψ時,切割徑向位置因子λ越大揚(yáng)程和效率越高,但隨著后列葉片變短,導(dǎo)流能力減弱。同時得到后列葉片偏轉(zhuǎn)角ψ對離心泵的內(nèi)外特性影響較大。最終本文選擇θ=13°、λ=0.85、ψ=-12°作為串列離心葉輪的設(shè)計(jì)值。對比串列葉片式離心泵與設(shè)計(jì)前的普通葉輪離心泵內(nèi)外特性可以發(fā)現(xiàn),串列葉輪出口速度分布比原葉輪有了很大改善,雖然串列葉片式離心泵的揚(yáng)程小于普通葉片離心泵,但從外特性曲線上可知,串列葉片式離心泵性能曲線沒有出現(xiàn)駝峰