多級(jí)軸流泵內(nèi)葉輪時(shí)序效應(yīng)數(shù)值研究.pdf

1、目前時(shí)序效應(yīng)在水力機(jī)械中的研究受到極大的關(guān)注，其中關(guān)于多級(jí)軸流泵內(nèi)轉(zhuǎn)子時(shí)序效應(yīng)的研究較少。本文致力于研究多級(jí)軸流泵內(nèi)轉(zhuǎn)子時(shí)序效應(yīng)對(duì)水泵水力性能的影響，將首、次級(jí)葉輪相對(duì)角?為0°作為基準(zhǔn)，將次級(jí)葉輪沿葉輪旋轉(zhuǎn)方向，每9°旋轉(zhuǎn)出一個(gè)時(shí)序位置，在不同時(shí)序位置時(shí)用CFD方法對(duì)多級(jí)軸流泵內(nèi)的流動(dòng)進(jìn)行三維非定常數(shù)值模擬計(jì)算，對(duì)不同時(shí)序位置處的泵體葉輪內(nèi)部流動(dòng)、壓力脈動(dòng)、葉輪葉片壓力載荷進(jìn)行了分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴不同時(shí)序位置處對(duì)

2、多級(jí)泵外特性影響較為明顯，隨著時(shí)序位置的變化多級(jí)泵效率和揚(yáng)程都發(fā)生波動(dòng)，以時(shí)序位置揚(yáng)程為15.2米，效率為87％做為基準(zhǔn)，時(shí)序位置時(shí)其揚(yáng)程為14.5米，變化最大達(dá)到4.6%；效率為86%，變化率最大約為1.2%。⑵不同時(shí)序位置處多級(jí)軸流泵內(nèi)湍流強(qiáng)度分布變化明顯，在時(shí)序位置?=0°和9°時(shí)，湍流強(qiáng)度明顯高于別的時(shí)序位置處的湍流強(qiáng)度，而在時(shí)序位置?=36°湍流強(qiáng)度分布較均勻，且在次級(jí)導(dǎo)葉出口處，湍流強(qiáng)度分布明顯較小。在靠近輪轂處多級(jí)泵內(nèi)湍流

3、強(qiáng)度明顯較大，而在越靠近輪緣處，湍流強(qiáng)度越小。⑶在不同時(shí)序位置出泵體內(nèi)流線分布變化明顯，流道內(nèi)部漩渦隨著時(shí)序位置的變化發(fā)生明顯不同，在時(shí)序位置和9°時(shí)，內(nèi)部漩渦始終存在，不會(huì)隨著葉輪的旋轉(zhuǎn)而消失，在時(shí)序位置?=27°和36°時(shí)，其內(nèi)部流場(chǎng)分布均勻，漩渦消失，且不會(huì)隨著時(shí)間的推移而出現(xiàn)。另外，從輪轂到輪緣，其內(nèi)部漩渦逐漸消失，這與湍流分布規(guī)律基本一致。⑷不同時(shí)序位置處軸向速度和速度矩分布變化，在靠近輪轂處，次級(jí)導(dǎo)葉出口處，在時(shí)序位置、9°

4、和18°時(shí)回流區(qū)始終存在，而在時(shí)序位置和36°時(shí)，回流區(qū)逐漸減小，且分布面積較??；其速度矩在次級(jí)導(dǎo)葉出口處隨著時(shí)序位置的變化較大。⑸首級(jí)葉輪葉片上壓力載荷隨著時(shí)序位置變化不明顯，次級(jí)葉輪壓力載荷分布，不同時(shí)序位置處載荷分布規(guī)律相同，時(shí)序位置時(shí)的葉片上載荷分布明顯高于其他時(shí)序位置時(shí)葉片上載荷分布。首級(jí)葉輪出口壓力脈動(dòng)幅值和相位受壓力脈動(dòng)影響有微小波動(dòng)，其中首級(jí)葉輪出口壓力脈動(dòng)幅值最大減小16.31%；次級(jí)葉輪出口壓力脈動(dòng)幅值、平均時(shí)域值、