多级离心泵级间导叶性能优化

为研究多级离心泵导叶内的流动损失,基于DES数值模拟方法,对某型多级离心泵进行瞬态模拟,并利用试验验证了数值方法的可靠性。在此基础上,通过分析样机流场模拟结果提出导叶内损失的3种机理:漩涡、环流和碰撞。为减少导叶内损失,运用叶轮设计方法重新设计了反导叶,并对过渡段进行光滑改进。模拟结果显示改进反导叶和过渡段均能改善泵内的流场,泵效率分别提高2.4%和1.7%;耦合优化后导叶内的速度矢量和流线均未显示漩涡,环流和碰撞大大降低,泵效率提高2.9%。

湍流模型对多级离心泵性能预测的适用性

为了研究不同湍流数值模拟方法对多级离心泵性能预测的适用性,分别采用雷诺时均法(标准k-ε)、大涡模拟法(LES)和分离涡模拟法(DES)对具有相同结构参数的MD450-60×4多级离心泵内流场进行三维模拟,得到对应的计算扬程和水力效率。再根据经验公式将预测的水力效率转化为泵的运行效率,通过预测值与实验值的平均误差对比结果发现,标准k-ε、DES和LES湍流模型的扬程平均误差分别为14.91%、3.88%和4.41%,效率平均误差分别为7.82%、3.14%和2.86%。因此DES和LES模型计算的结果均满足多级离心泵数值模拟的精度要求。