叶片进口边位置对船用离心泵性能的影响--数值模拟与试验

为了研究叶片进口位置对船用离心泵内部流动和性能的影响。针对一国内生产的NSL125-415/A02型船用离心泵,在不改变原始叶轮设计的基础上,运用泵与旋转机械专业设计工具CFturbo分别将叶片进口边两次前移和两次后移,设计了四种新的叶型。然后采用全黏性三维湍流数学模型数值模拟计算了5组(包括原型泵)不同工况下的船用离心泵内流场,对比了不同位置叶片进口边对船用泵流量-扬程、流量-效率等外特性曲线以及叶轮内部流场在不同工况下的流动分布,并且将原型泵数值计算结果与试验进行了比对。结果表明:适当将叶片进口边位置向叶轮轮毂处偏移,可以相对改善叶轮内部流场分布情况,降低叶轮出口位置附近湍动能强度;在一定范围内,随着叶片进口边位置向轮毂处偏移,船用离心泵扬程有所提高,整体效率略有增加,且高效区域面积变大;通过与试验对比,运用数值计算方法来预测船用离心泵内部复杂三维流动是可行的。

叶片数对船用离心泵性能影响的数值分析

为研究叶片数对船用离心泵性能的影响,结合CFD软件CFX对三种不同叶片数的船用离心泵作全流场定常计算。计算时选用NSL125-415/A02型船用离心泵,以清水为工作介质,基于雷诺时均N-S方程和标准κ-ε紊流模型,压力、速度耦合采用SIMPLEC算法进行速度分量和压力方程的分离求解。通过不同叶片数船用离心泵在设计工况下的数值模拟和对比分析,揭示了不同叶片数船用离心泵的内部流动规律,获得了叶片数对船用离心泵的扬程、效率和性能的影响程度,为船用离心泵叶片数选取提供了参考。

短叶片包角对离心泵水力性能影响的数值研究

为了研究短叶片包角对离心泵内部流动和性能的影响。在原型泵叶轮(具有8长叶片)的基础上设计了4长4短的叶轮,通过多次改变短叶片包角。采用全黏性三维湍流数学模型数值模拟计算了4组长短叶片离心泵内流场,对比分析了不同短叶片包角设置方案对泵的包角-扬程、包角-效率等外特性曲线及叶轮内流场在不同情况下的流动分布。结果表明:短叶片包角在一定范围内,随着包角的增大,泵的最高效率略有提高;同时随着短叶片包角的增加,泵在设计工况下运行时叶轮进口处负压有所增大,湍动能损失不断减小。

基于CFD的离心泵蜗壳出口扩散管的优化设计研究

离心泵蜗壳对泵的水力性能影响很大,扩散管作为蜗壳的一个重要组成部分,其对泵水力性能的影响也不可忽视。作者发明了一种"S"型弯曲的扩散管来替代常用的直锥型扩散管,通过借助CFD软件计算,对比了具有两种不同形式的离心泵蜗壳扩散管水泵的内部流场,结果表明,"S"型扩散管的流场分布明显优于传统的直锥型扩散管,泵的水力效率也高于直锥型扩散管的效率。