低比轉(zhuǎn)速離心泵圓盤損失計(jì)算的探討及內(nèi)部流動(dòng)特征的數(shù)值分析.pdf

1、近幾年來，隨著計(jì)算機(jī)硬件水平的不斷提高，CFD技術(shù)在泵的計(jì)算及優(yōu)化設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用，但是對(duì)于低比轉(zhuǎn)速離心泵而言，如果計(jì)算域不包含泵的前后泵腔和密封口環(huán)間隙，則忽略了圓盤摩擦損失而使計(jì)算結(jié)果誤差較大，使得CFD技術(shù)無法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)其性能。
　　 本文以一臺(tái)低比轉(zhuǎn)速的離心泵作為研究對(duì)象，建立了兩種計(jì)算域模型，一種由葉輪通道和渦室組成，另一種由葉輪通道、渦室、前后泵腔和密封口環(huán)組成，使用CFD計(jì)算方法計(jì)算了兩種計(jì)算域在0.2Qopt

2、、0.3Qopt、0.5Qopt、0.7Qopt、Qopt、1.1Qopt、1.2Qopt七個(gè)工況值，通過數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)之間的對(duì)比表明，當(dāng)計(jì)算域包含前后泵腔和口環(huán)間隙時(shí)，預(yù)測(cè)的性能曲線與試驗(yàn)曲線吻合較好；當(dāng)計(jì)算域不包含前后泵腔和口環(huán)時(shí)，預(yù)測(cè)的軸功率和效率曲線與試驗(yàn)曲線吻合較差。
　　 經(jīng)分析研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于低比轉(zhuǎn)速離心泵而言，可以使用圓盤摩擦損失公式對(duì)全流場(chǎng)計(jì)算域的軸功率和效率進(jìn)行修正。通過與廣泛使用的圓盤摩擦損失公式相比，分別計(jì)

3、算泵的前后腔體的圓盤摩擦損失和口環(huán)泄漏量推導(dǎo)得到的圓盤摩擦損失公式，能更準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)圓盤摩擦損失值。
　　 文中使用RNGκ-ε模型和LES方法對(duì)低比轉(zhuǎn)速離心泵進(jìn)行了全流道整機(jī)非定常數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)LES方法能較準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)低比轉(zhuǎn)速離心泵軸功率和效率曲線，但是當(dāng)流量小于設(shè)計(jì)流量時(shí)，兩種數(shù)值模擬方法預(yù)測(cè)的揚(yáng)程預(yù)測(cè)值比試驗(yàn)值小且誤差都較大；通過比較葉輪通道進(jìn)出口速度圖，發(fā)現(xiàn)具體某一點(diǎn)的瞬態(tài)速度值兩模型計(jì)算結(jié)果相差較大，研究發(fā)現(xiàn)靠近隔舌部位