离心泵内部不稳定流场压力脉动特性分析

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1、2010年3月农业机械学报第41卷第3期DOI：10．3969／j．issn．1000—1298．2010．03．019离心泵内部不稳定流场压力脉动特性分析木王洋代翠(江苏大学流体机械工程技术研究中心，镇江212013)【摘要】离心泵内部流场压力脉动是影响机组运行稳定性的关键因素，采用RNGk—s湍流模型和滑移网格技术研究泵内部非定常流动，得到了不同工况下监测点的压力脉动情况，并对其进行了频域分析。分析结果表明，叶轮与隔舌问的动静干扰是产生压力脉动的主要脉动源，并在整个离心泵流道内传播；且在不同工况

2、下，叶片通过频率均占主导地位，压力面脉动幅值大于吸力面脉动幅值；蜗壳出口同一测面脉动情况近似。关键词：离心泵非定常压力脉动RNGk—s湍流模型中图分类号：TH311文献标识码：A文章编号：1000—1298(2010)034)091-05AnalysisonPressureFluctuationofUnsteadyFlowinaCentrifugalPumpWangYangDaiCui(TechnologyandResearchCenterofFluidMachineryEngineering，Ji

3、angsuUniversity，Zhenjiang212013，China)AbstractThepressurefluctuationofinterflowfieldsinacentrifugalpumpisamajorfactoraffectingunitoperatingstability．TheunsteadyflowfeaturewasinvestigatedbyRNGk—sturbulencemodelwithslidingmeshtechnology．Thepressurefluctu

4、ationandthecorrespondingfrequencyspectraatdifferentmonitoringpointsfordifferentoperatingconditionswereobtained．Theresultsshowedthatthemainfactor，whichcreatedthepressurefluctuationinthepump，wastheinteractionbetweentheimpellerandthetongue，andthepressurep

5、ulsationspreadwidelyinsidethewholepassage．Theresultsalsoindicatedthatthebladepassagefrequencydominatedforalloperatingconditions．Theamplitudeofthepressurefluctuationsonthepressuresideofthebladepassageislargerthanthatonthesuctionside，andthepressurefluctu

6、ationwassimilaratthesamemeasuredsurfacefortheoutlet．KeywordsCentrifugalpump，Unsteady，Pressurefluctuation，RNGk一turbulencemodel通常比较困难。随着计算流体动力学技术的发展，引言水力机械流场计算目前已发展到全三维、黏性、非定研究表明，旋转叶片与静止蜗壳间的相对运动、常阶段，国内外已有相当深入的研究成果。为偏离最优工况时吸水室水流圆周运动、局部空化和此，本文以某低比转数标准离心泵作为

7、研究对象，通二次流等因素所产生的压力脉动，会引起系统及设过三维非定常计算，对不同工况下隔舌，叶片吸力备的振动及噪声，严重时甚至会损坏系统设备。面、压力面以及泵出口进行监测，并采用FFT变换因此，为了提高离心泵运行稳定性，对其压力脉动特对压力脉动的幅值和频率进行分析。性的研究显得尤为重要。1数值计算方法泵内非稳定流场的压力脉动特性研究，主要有试验和数值计算两种方法。由于成本过高，采用试由于叶轮复杂的几何形状，蜗壳非对称的几何验手段监测泵内(特别是转动的叶片上)压力脉动结构，流体粘性以及叶轮、蜗壳动静部

8、件间的相互干牧稿日期：2009—05-26修回日期：2009—12一O8十国家“863”高技术研究发展计划资助项目(2006AA100211)作者简介：王洋，研究员，主要从事流体机械及工程的研究，E-mail：pgwy@ujs．edu．cn92农业机械学报涉等，使得离心泵内的流动为具有强旋转效应的全消失。为此本文分析了稳三维、黏性、非定常的极a其一秕复杂的湍流流动。对于不态下网格数对扬程的影可压缩牛顿流体的非定常流动，笛卡尔坐标系下的响，发现当网格尺寸小于连续方程与运