低比转数变曲率叶型离心泵非定常流动分析

运用Fluent流场计算软件,采用修正的RNG k-ε湍流模型、滑移网格技术和二阶隐式时间推进法,用SIMPLEC算法对压力和速度耦合求解,数值模拟了低比转数变曲率叶型离心泵定常压力场、速度场和非定常压力场,设定了不同工况下靠近隔舌区叶轮和蜗壳之间的3个监测点,得到了3点的均压脉动度,并将计算的外特性曲线与试验进行了比对。结果表明,短叶片抑制了工作面流动的分离,改善了叶片上压力分布,叶轮出口处的射流尾迹区得到了明显改善;隔舌附近监测点的压力脉动幅值与监测点到隔舌间的距离成正比;数值计算结果为该泵叶型设计提供了理论依据。     

超高比转速离心泵的高效设计

为研究叶轮结构参数对提升n_s在300～450间的超高比转速离心泵设计点效率的影响,以某超高比转速单级单吸立式离心泵为研究对象,选取叶轮出口宽度b₂、叶片进口安放角β₁、叶片出口安放角β₂和叶片包角φ为试验因素,建立L₉(4³)正交试验方案,在0.9Q_n～1.1Q_n工况内对各方案模型进行数值计算,分析各因素对泵水力性能影响的主次顺序,进而得到叶轮结构尺寸的最佳参数组合。按照最佳尺寸优化叶轮,将优化后的泵外特性试验结果与原型进行了对比分析。结果表明：(1)高效设计时超高比转速离心泵叶轮结构参数对效率影响的主次顺序为φ→b₂→β₂→β₁,影响水力性能的主要因素为φ,以便指导超高比转速离心泵的高效设计;(2)确定了高效设计时叶轮结构参数的最优水平组合;(3)优化后泵设计点效率较原型提高约4.2%,高效区扩宽至0.75Q_n～1.1Q     

M型截面流道对旋涡泵性能的影响分析

为了减少旋涡泵流道内部冲击损失,提升旋涡泵的性能,研究了基于面积不变理论改变旋涡泵流道截面形状的方法。采取流道形状贴合流动状态的策略,改变流道截面形状为M型,利用CFD技术对参考泵和M型截面流道的内部流动进行多工况三维数值模拟分析,对比两者之间的扬程、效率曲线,并分析流道截面的流线图。结果表明,相比矩形流道,M型截面流道在扬程和效率上均有所提升,流道内叶片出口处的乱流有所改善,M型截面流道中液流更加平滑,但是过流面积增加,摩擦损失也随之增大。     

低比速离心式消防泵优化研究

为研究叶轮几何参数对低比速离心式消防泵轴功率的影响,利用设计软件CFturbo,采用堵塞叶轮部分流道和降低叶轮出口直径相结合的设计方法,对某型低比速离心式消防泵进行了优化,并进行了试验验证。结果表明：堵塞叶轮部分流道时,叶片加厚适合采用从骨线向两边加厚的方式;采用堵塞叶轮部分流道和降低叶轮出口直径相结合的方法,可以在保证低比速离心式消防泵性能的前提下,有效降低最大轴功率,在全流量范围内实现无过载。研究结果可为低比速离心式消防泵的无过载优化提供参考。