潜水轴流泵叶片静力分析

潜水轴流泵内叶片的疲劳破坏是轴流泵使用寿命的重要影响因素之一。为研究叶片的不同位置处受水压影响产生高周疲劳的风险,本研究应用CFD方法,在模型试验结果验证的前提下,模拟轴流泵在设计工况下稳定运行时叶片的静力学特性。首先,采用定常计算模拟轴流泵内部定常流动,得到叶片表面的压力值。然后,应用流固耦合方法,将叶片表面的压力值加到固体域中,计算叶片在圆柱坐标系下的各方向的位移变化程度。设计工况下的耦合结果显示:叶轮叶片在轴向方向产生最大位移变形,最大变形量为0.0400 mm,表明吸力面与压力面的压差对变形起主要作用;其次是周向变形0.0145 mm与径向变形0.0025 mm,且叶片在3个方向上最大位移变形均在叶片进口侧靠近轮缘位置。