开放式水泵旋转双隔舌蜗壳内压力脉动特性的试验研究

为了揭示新型开放式水泵旋转双隔舌蜗壳内压力脉动特性和规律,以水槽式洗碗机关键核心部件-开放式水泵为研究对象,基于创新的旋转压力脉动测试技术和设备,首次得到双隔舌蜗壳被动旋转、不同叶轮转速以及不同水位下监测点的脉动时域信号,并进行频域分析。试验结果表明:蜗壳被动旋转过程中消耗能量,导致蜗壳被动旋转时压力脉动平均幅值小于蜗壳静止时的压力脉动平均幅值。由于蜗壳中隔舌的周期设计,在叶轮旋转一周的时间内,压力脉动曲线出现2倍叶片数的波峰和波谷。与蜗壳静止相比,蜗壳被动旋转过程中叶轮与蜗壳的相对速度减小,这使得在叶轮转速为2000 r/min、2200 r/min、2400 r/min以及2600 r/min时,蜗壳旋转时的压力脉动主频略小于蜗壳静止时的压力脉动主频。脉动强度与监测点位置相关,位于后泵腔位置监测点压力存在负值,靠近出口位置监测点受到蜗壳喷淋臂上喷嘴射流的影响,脉动曲线变得紊乱,监测点距离复合式叶轮越远,脉动振幅越小。泵在低水位运行时,泵内进入空气,脉动曲线周期性不明显,此时脉动主频为1倍轴频。水位越高,蜗壳被动旋转过程中受到阻力越大,导致脉动主频在水位48 mm和66 mm时分别为2倍叶频和1倍叶频。该试验采用的旋转测试装置解决了旋转时压力脉动测试问题,为类似问题提供参考。

基于正交设计方法的复合式叶轮优化设计

为了提升新型洗碗机用开放式水泵的水力性能,基于正交优化设计方法对新型开放式水泵核心部件复合式叶轮进行优化设计.选取叶片出口宽度、叶片数和后盖板高度作为设计参数,基于L 25(56)正交表的极差分析对正交试验的结果进行对比,获得不同参数对开放式水泵扬程和效率的影响规律.研究结果表明:参数因素对扬程和效率的影响主次顺序依次为叶片数、叶片出口宽度和后盖板高度;正交优化的最优方案是叶片数为8,叶片出口宽度为16.33 mm,后盖板高度为8.5 mm;优化后方案与原方案对比,设计工况下水泵扬程提高了14.84%,效率提高了15.25%;模拟结果表明,优化后的叶轮内部流动得到明显改善,流道内压力变小,叶轮出口流速有所降低,流动损失减小,旋涡减少.研究结果揭示了3个参数影响规律,为开放式水泵复合式叶轮水力设计提供了参考依据.