后導(dǎo)葉葉片掃掠對軸流泵性能的影響.pdf

1、后置導(dǎo)葉是軸流泵中重要的能量回收部件。通過后導(dǎo)葉回收葉輪出口速度環(huán)量，將動能轉(zhuǎn)換為壓能，不僅可以減小流道水力損失，提高泵及泵裝置的水力效率，還有利于泵站的穩(wěn)定運(yùn)行，因此，對導(dǎo)葉的優(yōu)化設(shè)計研究具有重要的學(xué)術(shù)意義和工程應(yīng)用價值。
　　本文采用CFD數(shù)值模擬的方法研究后導(dǎo)葉葉片掃掠不同角度下對軸流泵性能的影響。以減少導(dǎo)葉進(jìn)、出口及導(dǎo)葉背部的脫流，提高導(dǎo)葉體的環(huán)量回收能力為目的，總共進(jìn)行了六個不同的掃掠方案的導(dǎo)葉設(shè)計。通過將導(dǎo)葉片各翼型斷

2、面三維坐標(biāo)值整體順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)一定的角度，得到不同掃掠角度下的導(dǎo)葉葉片，采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型對六種導(dǎo)葉掃掠方案對應(yīng)的軸流泵段各進(jìn)行8個流量工況下的定常和非定常的數(shù)值模擬計算和比較分析。同時為了進(jìn)一步研究+16°導(dǎo)葉對軸流泵內(nèi)部水壓力脈動的影響，在葉輪進(jìn)口、葉輪與導(dǎo)葉間、導(dǎo)葉間及導(dǎo)葉出口四個斷面上布置20個監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行了壓力脈動的監(jiān)測。首先，對所有監(jiān)測點(diǎn)在最優(yōu)工況下進(jìn)行了監(jiān)測，然后又采用三個不同的流量工況下對各斷面上中間的監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行壓

3、力脈動監(jiān)測，得到各監(jiān)測點(diǎn)壓力脈動的時域特性，并經(jīng)過FFT變換得到頻域特性。
　　通過分析比較可知導(dǎo)葉葉片向前掃掠比向后掃掠的效率要高，并且在+16°導(dǎo)葉的軸流泵段效率達(dá)到最高，通過模型試驗，驗證了數(shù)值模擬的可靠性。對+16°導(dǎo)葉數(shù)值模擬內(nèi)部流場分析可知，導(dǎo)葉前掠比0°導(dǎo)葉可以更好的減小導(dǎo)葉的脫流情況，尤其在靠近導(dǎo)葉出口輪轂處，能更好的回收速度環(huán)量。壓力脈動非定常分析可知:不管0°導(dǎo)葉還是+16°導(dǎo)葉，所有監(jiān)測點(diǎn)的壓力脈動頻率主要以

4、葉頻為主，從輪轂到輪緣的壓力脈動幅值，葉輪前是逐漸增大，葉輪與導(dǎo)葉之間、導(dǎo)葉間是先減小后增大，導(dǎo)葉后是先增大后減小，總體上所有監(jiān)測點(diǎn)在+16°導(dǎo)葉的壓力脈動幅值比0°導(dǎo)葉要小，其中在導(dǎo)葉間和導(dǎo)葉出口處壓力脈動幅值平均要小40％左右;大流量工況和最優(yōu)流量工況下，0°導(dǎo)葉除了在導(dǎo)葉出口處監(jiān)測點(diǎn)壓力脈動頻率主要以轉(zhuǎn)頻為主外，其他的壓力脈動頻率主要以葉頻為主，而+16°導(dǎo)葉各監(jiān)測點(diǎn)壓力脈動頻率主要以葉頻為主;小流量工況下，在導(dǎo)葉間、導(dǎo)葉出口的監(jiān)