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

1、近幾年來，隨著計算機硬件水平的不斷提高，CFD技術(shù)在泵的計算及優(yōu)化設(shè)計中得到了廣泛的應(yīng)用，但是對于低比轉(zhuǎn)速離心泵而言，如果計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算結(jié)果誤差較大，使得CFD技術(shù)無法準(zhǔn)確預(yù)測其性能。
　　 本文以一臺低比轉(zhuǎn)速的離心泵作為研究對象，建立了兩種計算域模型，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計算方法計算了兩種計算域在0.2Qopt

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

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)測圓盤摩擦損失值。
　　 文中使用RNGκ-ε模型和LES方法對低比轉(zhuǎn)速離心泵進行了全流道整機非定常數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)LES方法能較準(zhǔn)確的預(yù)測低比轉(zhuǎn)速離心泵軸功率和效率曲線，但是當(dāng)流量小于設(shè)計流量時，兩種數(shù)值模擬方法預(yù)測的揚程預(yù)測值比試驗值小且誤差都較大；通過比較葉輪通道進出口速度圖，發(fā)現(xiàn)具體某一點的瞬態(tài)速度值兩模型計算結(jié)果相差較大，研究發(fā)現(xiàn)靠近隔舌部位