叶片包角对低比转速离心泵固液两相非定常流动的影响

为了探索叶片包角在固液两相流下对低比转速离心泵非定常特性的影响,利用ANSYS CFX软件采用Mixture多相流模型对4种不同叶片包角离心泵的固液两相湍流进行了非定常数值模拟,分析了叶片包角对离心泵瞬时扬程、压力及压力脉动的影响。研究表明:随着叶片包角的增大,瞬时扬程会降低,并且降低速度越来越快;叶片包角每增大10°,瞬时扬程的波动时间延迟0. 000 52 s。随着叶片包角的增大,叶片工作面与叶片背面的压力会降低。叶片包角每增加10°,固液两相流时离心泵的压力脉动时间均向后延迟0. 007 s。不同包角下的主要脉动幅值均出现在转频处。颗粒浓度为0. 02和0. 05时,压力脉动最小值均出现在叶片包角值为140°时;当颗粒浓度为0. 1时,脉动幅值随着叶片包角的增大而减小,叶片包角从130°增加到160°时,此时的压力脉动受到叶片包角的影响最为严重,脉动幅值减小了14. 52%。因此,在高颗粒浓度下适当增加叶片包角可以改善固液两相离心泵的压力脉动。     

文丘里型进口段参数对高速泵流动特性影响

为研究文丘里型进口段参数对于高速离心泵流动特性及水力性能的影响,选择圆弧段半径r、直线段长度L以及进口段最小内径D 3个进口段参数,每个参数取3个水平,正交组合确定模型方案。采用ANSYS-CFX软件进行三维流场模拟,对比分析了小流量工况下各参数对泵体效率及扬程的影响、进口段流场分布情况以及多流量工况下效率、扬程曲线的变化。结果表明:进口段最小内径D对于高速泵流动特性影响较大;文丘里型进口段在小流量工况下能有效抑制诱导轮入口处回流的扩散,在一定程度上提高水力性能,但同时会加剧进口段内部旋涡的产生。     

中比转速离心泵叶片穿孔空化性能分析

为分析叶片穿孔对泵空化性能的影响，该文以中比转速(n_s=129)离心泵为研究对象，通过设计不同穿孔直径(D=2,3和4 mm)及穿孔角度(α=-25°,5°,35°和65°)的12种叶片头部穿孔方案，在初生空化和临界空化工况下，对中比转速离心泵进行数值模拟计算。研究发现：空化工况下穿孔方案对离心泵扬程和效率影响不超过1%，叶片进口端穿孔可以平衡叶片工作面与吸力面压力差，将各流道单个低压区阻断为两个，有效改善叶轮内压力分布，减小叶轮叶栅切面气泡体积分数并抑制空泡产生；适当的穿孔角度与穿孔直径搭配方案在初生空化和临界空化工况下均有益于提升离心泵抗空化性能，研究得出的最佳穿孔方案为方案H(D=3和α=35°)、方案I(D=4和α=35°)和方案J(D=2和α=65°)。