叶根间隙对双向轴流泵水力性能的影响

为了保证双向轴流泵叶片安放角的可调节性，在叶轮结构设计时，叶片与轮毂之间均会保留一定的间隙，并且该间隙也会随着叶片安装角的调节而发生改变。根据工程经验，叶轮叶根间隙设计不合理会对轴流泵水力性能产生显著影响。为了探究叶根间隙在不同流量下对双向轴流泵正、反运行工况下水力性能的影响，设计了5种叶根径向间隙半径（0、1、3、5、8mm），基于CFX对5种方案在不同运行工况下的水力性能与内部流态进行预测模拟，并将计算结果与试验测量值进行了验证对比。研究结果表明：当叶根径向间隙大于一定数值时，双向轴流泵在正、反运行工况下的扬程与扭矩会出现明显下降。在大流量条件下，泵效率由于叶根径向间隙半径增加而产生的下降幅度较大，正、反运行工况下泵效率最大下降5.72个百分点和3.48个百分点。在研究叶轮流道内部的流场时发现，正、反运行工况下的间隙泄漏量均随着叶根径向间隙半径的增大而上升。对于叶轮出口处的速度分布而言，轮毂附近的轴向速度与绝对速度环量受叶根径向间隙半径影响较为明显，均随着间隙增大而呈现显著的下降趋势。     

叶轮出口环量非线性分布条件下混流泵性能研究

为研究反问题设计中叶轮出口翼展方向环量非线性分布对混流泵外特性及内流场的影响，拓展混流泵优化设计空间，在试验验证数值模拟准确性的基础上，通过在叶轮出口翼展方向插入5个控制点控制环量分布的方法构建了17种不同环量分布形式；在其他设计参数不变的基础上使用反问题设计方法对其进行三维造型并使用商业软件CFX进行数值模拟，对其外特性及内部流场进行对比分析。结果表明：环量分布形式对设计工况与小流量工况叶轮效率影响较小，对大流量工况叶轮效率影响较大；在全工况范围内，环量分布形式对叶轮空化性能影响均较大；环量分布形式可显著改变叶轮内部流场，影响叶片不同叶高处的做功能力。