多級(jí)離心泵內(nèi)時(shí)序效應(yīng)數(shù)值研究.pdf

1、對(duì)多級(jí)離心泵而言，時(shí)序效應(yīng)對(duì)泵水力性能和壓力脈動(dòng)影響較大。本文應(yīng)用商用CFD軟件，以某中比轉(zhuǎn)速兩級(jí)離心泵為研究對(duì)象，采用三維粘性非定常數(shù)值模擬結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型，對(duì)設(shè)計(jì)工況下多級(jí)離心泵內(nèi)的時(shí)序效應(yīng)進(jìn)行了探討。主要工作包括以下兩部分內(nèi)容：
　　一方面是動(dòng)葉時(shí)序效應(yīng)：保持首級(jí)葉輪位置不變，使得次級(jí)葉輪相對(duì)于苒級(jí)葉輪周向每錯(cuò)開5°為一個(gè)時(shí)序位置，對(duì)四種時(shí)序位置下泵的內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行了全流道數(shù)值模擬，并分析了外特性、內(nèi)部流動(dòng)、壓力脈動(dòng)、葉

2、輪軸向力和徑向力以及渦量變化。結(jié)果表明：葉輪時(shí)序位置的變化對(duì)泵的揚(yáng)程影響達(dá)到2.9％，效率達(dá)到2.4%；首級(jí)轉(zhuǎn)輪內(nèi)部流場分布不受時(shí)序位置的影響，在次級(jí)轉(zhuǎn)輪內(nèi)當(dāng)葉輪交錯(cuò)15°時(shí)可以改善轉(zhuǎn)輪出U流場和降低葉片荷載；時(shí)序位置對(duì)首級(jí)內(nèi)的壓力脈動(dòng)沒有產(chǎn)生明顯的變化，然而在次級(jí)轉(zhuǎn)輪和蝸殼內(nèi)變化相對(duì)較明顯，主要表現(xiàn)為壓力脈動(dòng)的相位發(fā)生偏移和葉輪內(nèi)最大幅值降低20.21%，蝸殼內(nèi)降低7.45%；葉輪周向位置調(diào)整會(huì)改變一倍葉頻處徑向力的脈動(dòng)幅值和降低次級(jí)

3、轉(zhuǎn)輪渦量，但幾乎不會(huì)影響軸向力的分布規(guī)律。
　　另一方面是靜葉時(shí)序效應(yīng)：保持蝸殼位置不變，使得徑向?qū)~相對(duì)于蝸殼隔舌周向旋轉(zhuǎn)每錯(cuò)開13°為一個(gè)時(shí)序位置，對(duì)四種時(shí)序位置下泵內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，主要分析了時(shí)序位置對(duì)外特性、內(nèi)部流動(dòng)特性、壓力脈動(dòng)特性和葉輪徑向力的影響。結(jié)果表明：隨著時(shí)序位置的改變，多級(jí)離心泵的揚(yáng)程出現(xiàn)先減小后增大再減小的趨勢，效率變化剛好與揚(yáng)程相反，最大揚(yáng)程改變0.39m，最大效率增大約0.11%；時(shí)序位置影響首次