基于圆周分速度的轴流泵优化设计研究

针对轴流泵进行水力性能设计和优化,在满足设计要求的基础上,实现其水力效率的提升。以比转速ns = 1250的轴流泵为对象,采用CFD数值模拟方法,借助于N-S基本控制方程和标准k-ε双方程湍流模型,对轴流泵进行了全流道数值模拟,统计其速度环量的变化规律,分析总结其外特性,研究其内部流动特征。通过解决实际过程中轴流泵扬程偏低的原因,提出圆周分速度修正系数,并选取了合适的圆周分速度修正系数来优化模型。根据优化结果可见,优化之后,轴流泵的水力性能得到明显提升,满足设计要求工况,扬程从2.729 m提高到3.44 m,水力效率从80.35%提高到82.69%,同时高效区明显扩大。从内部流动分析得出,优化之后叶轮内部流体流态稳定,无脱流、旋涡等现象,流速均匀分布。在轴流泵叶轮设计过程中,宜采用变环量设计,减小轮毂处的环量,同时增大轮缘处的环量。