壁面粗糙度对轴流泵流场特性的数值模拟分析

为探讨壁面粗糙对轴流泵流场特性的影响,对某轴流泵设置不同粗糙度的壁面,通过仿真计算得到轴流泵在不同粗糙壁面影响下的性能差别。在壁面粗糙度的影响下,泵装置整体表现出扬程降低,效率下降,且效率下降幅值最为明显。在壁面粗糙度较小时壁面,粗糙度对性能的影响较明显;而在壁面粗糙度较大时,对性能的进一步影响较小。通过比较水力损失分布变化,得出叶轮室表面的粗糙度对性能影响最大。进一步针对叶轮导叶叶栅内部的压力变化进行分析发现,随着壁面粗糙度的增加,静压增量逐渐减小,这是扬程降低的主要原因。研究结果可为对轴流泵的加工制造及设计提供参考。     

叶片数对轴流泵水力性能的影响

采用基于CFD数值模拟计算的方法研究叶轮叶片数和导叶叶片数对轴流泵水力性能的影响。对轴流泵的水力性能曲线进行数值计算并分析。结果表明,轴流泵的扬程随着叶轮叶片数的增加而增加,但并不是严格随着叶片的多少成比例升高,轴流泵效率随着叶轮叶片数的减小而增大,必需汽蚀余量随着叶轮叶片数的减小而增大。不同导叶叶片数下泵段扬程基本保持一致,说明导叶在进行配套设计完成后,单改叶片数对扬程影响很小,但是对效率影响较大,特别是大流量工况叶片数越多,效率越低。     

多机组泵站双侧向前池水流流动数值模拟研究

根据多机组泵站双侧向前池工程布置,应用CFD数值模拟技术,分析该泵站双侧向前池水流流动特性。结果表明,双侧向前池中表层水流进水池区域水流回流严重;表层水流流速大小分布朝闸门方向逐渐递减,两侧进水池区域流速分布处于低速区;1 m水深水流流至进水池时流动方向不连续,进水池区域里存在三维空间回流;0~1.5 m/s流速分布等级区域范围较表层水流略有减小;按水流流动方向依次排列的进水池进口断面较大流速分布范围越来越大,流动均匀性越来越好;三维水流遇闸门或90°转弯存在翻滚至底层的现象,进水池区域流态非常紊乱;两侧进水池水泵进水管均采用弯管管道,因侧向进水、弯管进水管道及回流流动的影响,一定程度上降低了水泵额定工作效率。研究结果对多机组泵站双侧向前池设计具有一定的借鉴意义。