叶轮流道扩散度对超低比转速离心泵性能的影响

【摘要】近些年,由于经济的迅猛发展,各行各业对超低比转速离心泵的使用越来越广泛,这加快了对超低比转速离心泵的研究进展。同时,CFD技术的成熟应用更是为流体机械外特性和内部流场分析提供了有力的科学依据。本文就是重点探讨分析影响叶轮流道扩散度的重要因素,进而通过CFD数值计算研究分析叶轮流道扩散度对超低比转速离心泵外特性和内部流场等性能的影响。通过翻阅大量书籍与文献,对扩散度的含义有了整体全面的认识,然后通过整理分析给出本课题所研究的扩散度简化定义。通过对扩散度定义中具体参数的分析,探讨出影响叶轮流道扩散度的重要因素——叶片数Z、叶片包角φ、叶片出口排挤系数ψ2：。本文通过一台超低比转速离心泵水力模型作为基础模型,计算域模型包括进水管、叶轮、蜗壳、前后泵腔以及口环间隙,通过对此物理模型整个计算域的CFD数值模拟,计算结果与该超低比转速离心泵试验值作对比分析,在不同工况下扬程、轴功率、效率与试验值的误差在很小的范围内,证明了CFD数值模拟的准确性与可靠性。把影响叶轮流道扩散度三个重要参数按是否会增加能量的交换分成两部分,研究分析具体参数对叶轮流道扩散度的影响及其变化趋势,通过改变叶片数Z、叶片包角φ、叶片出口排挤系数ψ2来改变叶轮流道扩散度,建立多种不同叶轮流道扩散度计算域的物理模型,通过CFD数值计算分析不同叶轮流道扩散度对超低比转速离心泵性能的影响。从叶片数Z、叶片包角φ、叶片出口排挤系数ψ2：对叶轮流道扩散度的影响情况可以分析出：叶轮流道的扩散度随着叶片数的增加而降低；不同包角的叶片都会随着叶片出口排挤系数的减小(叶片厚度的增大),其叶轮流道扩散度逐渐减小；在叶片出口排挤系数相同的前提下,叶轮流道扩散度随着叶片包角的加大而减小。通过CFD数值计算的方法比较不同叶轮流道扩散度对超低比转速离心泵外特性及内部流场等性能影响中可以分析出：对超低比转速离心泵叶轮选取时,在保证扬程、轴功率、效率在合理要求的范围内,应该尽量选择少叶片大包角、叶片较厚的叶轮。
【作者】崔宗辉；
【导师】杨从新；
【作者基本信息】兰州理工大学，流体机械及工程，2014，硕士
【关键词】超低比转速离心泵；扩散度；数值模拟；性能预测；

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