缝隙引流叶片对低比转速离心泵性能的影响

低比转速离心泵由于叶轮直径大、出口宽度小、流道扩散严重等原因,导致其效率偏低且很难改善.缝隙引流技术可大幅提高低比转速离心泵的性能.为进一步分析缝隙引流技术对不同低比转速离心泵性能的影响,设计3种不同比转速的常规叶轮和缝隙引流叶轮.为便于分析比较,将同一比转速的叶轮在同一蜗壳内进行实验.实验结果表明:缝隙引流技术可有效地提高扭曲叶片叶轮的性能,且对不同低比转速离心泵性能的影响程度和影响区域不同;缝隙引流叶片包角和缝隙越小,对泵性能的改善越有利.

缝隙引流叶轮的优化设计

以带缝隙引流叶片的低比转速离心泵叶轮为研究对象,研究了缝隙引流叶片的位置对低比转速离心泵水力性能的影响.基于叶片参数化设计、网格划分、CFD(computational fluid dynamics)计算和后处理过程全自动集成的优化平台,以离心泵叶轮水力效率最大化为目标函数,采用实验设计法(design of eXperiments,DOE)和序列二次规划法(sequential quadratic programming,SQP)组合策略进行优化设计.将优化后得到的新叶轮和原始叶轮进行对比分析发现,优化后泵流道内堵塞情况减少,扬程提高,0.6Q工况以后优化叶轮的效率比原始叶轮高,同时最高点效率提高了2%以上.研究结果表明,该设计方法切实可行.