半高导叶对离心泵压力脉动影响的数值模拟与试验研究

采用SST k-ω湍流模型对不同半高导叶叶片高度时离心泵内部流场进行非稳态数值分析。通过数值模拟与试验方法探讨半高导叶对离心泵压力脉动性能的影响规律。研究结果表明:随着导叶叶高几何参数减小,导叶与蜗壳内压力脉动特性受叶轮-导叶动静干涉作用影响逐渐降低,叶轮-蜗壳动静干涉作用影响逐渐增强;采用半高导叶能有效改善内部流动的稳定性,蜗壳与导叶内流场分布更均匀,离心泵扬程曲线更平缓,最高效率逐渐增加,高效区变宽,且高效区向大流量偏移。

半高导叶对离心泵径向力影响数值模拟研究

半高导叶广泛应用于压缩机与涡轮机械中,能有效改善其气动性能,而在离心泵中应用较少,对其性能的影响机理不明确。采用SST k-ω湍流模型对半高导叶离心泵内部流场进行非稳态数值分析,重点研究半高导叶对离心泵压力脉动及径向力性能的影响规律。结果表明:当H/b=0.4～0.6时,离心泵的水力性能最优、高效区较宽;随着流量增加;当H/b=1.0时,离心泵叶轮出口各流道压力对称性在逐渐变好,作用于叶轮上径向力在逐渐降低;当H/b=0～0.8时,离心泵中叶轮出口各流道压力对称性在逐渐变差,径向力在逐渐增加;在各流量工况下,当H/b=0～0.8时离心泵径向力瞬时平均值高于H/b=1.0,但其径向力波峰与波谷差值较小,且作用于叶轮上径向力矢量分布更均匀,叶轮出口液流角波动较稳定。分析结果为离心泵半高导叶设计提供理论依据与参考。

半高导叶对离心泵水力性能与压力脉动强度影响数值模拟研究

采用SSTk-ω湍流模型分析半高导叶叶高对离心泵水力性能与压力脉动强度的影响,研讨半高导叶对其性能的影响规律。结果表明,小流量工况时,导叶叶高对离心泵水力性能影响较小,随着流量增大,其影响越明显。随着流量增加,离心泵扬程与效率随着导叶叶高降低而增大,高效区变宽,并向大流量偏移。各流量工况下,导叶叶高对叶轮做功影响较小,而对导叶与蜗壳内总压损失影响较大,随着流量增加,导叶叶高降低明显减小导叶与蜗壳内总压损失。在各流量工况时,叶轮、导叶与蜗壳内压力脉动强度随着导叶叶高降低而逐渐降低。