混合沙粒对半开式叶轮离心泵磨损的影响

为了研究含有混合多种颗粒粒径的含沙水对离心泵过流部件磨损特性的影响,应用RNG k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,基于颗粒离散相模型(DPM)和半经验的McLaury磨损模型,沙粒注入选用Rosin-Rammler分布的拟合方法,对1台半开式离心泵内固液两相流的磨损特性进行数值分析.研究结果表明:叶轮流道内沙粒组分中大颗粒有趋向叶片吸力面运动的趋势,当混合沙粒的粒径较小时,蜗壳内沙粒运动较为均匀,粒径越大,沙粒运动越贴近蜗壳壁面;不同粒径组分的沙粒在叶轮的压力面、吸力面和后盖板壁面上的平均停留时间分布相似,颗粒粒径越大,平均停留时间越少;在蜗壳壁面上沙粒组分中粒径不大于700μm的沙粒平均停留时间分布规律与沙粒在叶轮过流壁面上的平均停留时间类似,大于700μm的沙粒平均停留时间会随着粒径增加而增多;随着沙粒组分中大粒径沙粒的增加,叶片压力面的磨损强度逐渐减弱,叶片吸力面、后盖板和蜗壳的磨损强度逐渐增强.

半开式复合叶轮离心泵不同叶顶间隙的水力特性分析

针对服务于航天低温循环系统的半开式复合叶轮离心泵效能利用率低的问题,研讨了其内流场在3种不同叶顶间隙下的工作情况。应用ANSYSY-Fluent软件对3种不同叶顶间隙的流场进行三维定常全流场数值模拟,得出3种叶顶间隙对离心泵内流特性的影响规律。通过对实物泵的水力特性试验以及试验结果与数值模拟结果对比分析,得出叶顶间隙是半开式离心泵存在能量损耗原因之一,减小叶顶间隙有利于提高效能利用率,并确认了试验数值模拟的可靠性。

半开式离心泵叶轮内部流场的DES模拟

本文采用DES模型分析了半开式离心泵内部流动,并与内部流动试验进行对比。结果证明本文采用的DES非定常流动模拟方法可以较为准确的预测半开式离心泵内的流动状况。然后,对DES计算结果进行了进一步分析,发现在半开式离心泵叶轮的出口边缘存在"弱射流-尾迹"流动结构。

半开式离心泵内部流场的数值模拟研究

采用标准k-epsilon,SST以及DES 3种湍流模型对小流量工况下半开式离心泵的流量-扬程曲线和内部流场进行了数值模拟。为了验证模拟结果,应用二维粒子图像测速技术(PIV)对离心泵的内部流场进行了实验测量。研究证明:对于半开式离心泵流量-扬程曲线的预测,3种数值方法都能比较准确的进行预测;而对于内部流场的预测,标准k-epsilon和SST湍流模型不能得到准确全面的结果,而DES方法则可以较为准确的预测出内部流场细节。