低比轉(zhuǎn)速高速離心泵入口流動特性研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、在對離心泵葉輪的設(shè)計過程中,一般都假設(shè)葉輪的入流沿周向是均勻和穩(wěn)定的,即在葉輪進(jìn)口處沿周向不同流道的入流是對稱且穩(wěn)定的。但實(shí)際運(yùn)行中的離心泵入口存在由管路、進(jìn)口回流及預(yù)旋而引起的非均勻入流。為了研究離心泵的入口流動特性,本文對一臺低比轉(zhuǎn)速高速離心泵的流場進(jìn)行了三維全流道定常和非定常數(shù)值計算,并對計算結(jié)果進(jìn)行了分析。
  本研究主要內(nèi)容包括:⑴對離心泵分別在0.4Qd、0.5Qd、0.6Qd、0.7Qd、0.8Qd、0.9Qd、1.

2、0Qd、1.1Qd和1.2Qd九種工況下的流場進(jìn)行了定常數(shù)值計算。經(jīng)分析,在小流量工況下,進(jìn)水管中的流場是周向、軸向和徑向流動同時存在的三維流動。分析離心泵葉輪進(jìn)口處的湍流強(qiáng)度分布發(fā)現(xiàn),在小流量工況下,葉輪進(jìn)口處高湍流強(qiáng)度區(qū)域范圍較大,說明小流量工況下離心泵葉輪進(jìn)口流動非常紊亂。⑵對該低比轉(zhuǎn)速高速離心泵在0.4Qd、0.7Qd和1.0Qd三種工況下的流場進(jìn)行了非定常數(shù)值計算。分析發(fā)現(xiàn),圓周位置靠近蝸殼隔舌的監(jiān)測點(diǎn)1的壓力值最大,主頻幅值

3、也最大。這說明葉輪進(jìn)口的回流和預(yù)旋在一定程度上受到了蝸殼隔舌的影響。結(jié)合對葉輪流道內(nèi)葉輪葉片與蝸殼隔舌相對位置的變化對葉輪流道壓力分布的影響和葉輪流道中監(jiān)測點(diǎn)壓力脈動的時域與頻域變化規(guī)律的分析,發(fā)現(xiàn)離心泵葉輪與蝸殼的動靜干涉是造成葉輪流道內(nèi)壓力脈動的主要原因,并對葉輪進(jìn)口的流動產(chǎn)生了影響。葉輪進(jìn)口回流與預(yù)旋的形成和葉輪與蝸殼的動靜干涉有很大關(guān)系。⑶提出以前置導(dǎo)葉調(diào)節(jié)的方法對離心泵入口流動進(jìn)行控制,對不同導(dǎo)葉預(yù)旋角時離心泵內(nèi)部的流場進(jìn)行了

4、定常和非定常數(shù)值計算。分析可知,在進(jìn)水管中安裝前置導(dǎo)葉為流入葉輪的水流提供了一個強(qiáng)制預(yù)旋,使在葉輪進(jìn)口處,帶有強(qiáng)制預(yù)旋的水流入流角發(fā)生了變化,在合適的導(dǎo)葉預(yù)旋角下葉輪的進(jìn)水條件得到了很大的改善。導(dǎo)葉預(yù)旋角為40°時離心泵葉輪進(jìn)口處流動狀態(tài)最好,對泵揚(yáng)程有一定的提高,且離心泵的效率下降幅度最小,把40°選作最優(yōu)導(dǎo)葉預(yù)旋角。安裝前置導(dǎo)葉后進(jìn)水管中、葉輪進(jìn)口、葉輪流道和蝸殼中的壓力脈動有所下降,說明前置導(dǎo)葉對泵的入流條件帶來了一定的優(yōu)化,提高

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