多级泵导叶径向力的数值模拟

为了降低多级泵导叶所受径向力,提高多级泵运行时的稳定性,采用SSTk-ω湍流模型对某多级离心泵末级导叶出口有压盖和无压盖两种情况分别进行全流道非稳态数值模拟,分析出口压盖对末级导叶非定常压力回收与总压损失、末级导叶叶片受力及作用在末级导叶上的径向力特性的影响。研究结果表明,数值模拟扬程预测结果与试验结果较吻合;由于动静干涉作用影响,末级导叶内总压损失、静压回收及作用在末级导叶上的径向力呈现周期性波动;当出口有压盖时,总压损失和静压回收波动明显减弱,末级导叶叶片合力矩较小,作用在末级导叶上的径向力和脉动幅值也减小,说明出口压盖可以减弱叶轮对导叶动静干涉的影响,改善作用在末级导叶上的径向力。

高压端出流条件对多级泵径向力的影响

为了降低节段式多级泵叶轮所受的径向力,提高多级泵运行时的稳定性,采用剪切应力传输κ-ω湍流模型对高压双壳体多级泵末级导叶出口有出口压盖和无出口压盖2种情况分别进行了全流道非稳态数值计算,比较了2种情况在设计与非设计工况下末级叶轮及整个叶轮所受的径向力。研究结果表明,1个旋转周期内,末级叶轮径向力波动周期与末级导叶叶片数(即反导叶数)相同,整个叶轮的波动周期与正导叶叶片数相同。此外,添加出口压盖后,末级叶轮及末级导叶流道内流线分布更均匀,旋涡区明显减少,径向力幅值及主频也明显减小。