对双吸泵性能影响因素研究

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1、对双吸泵性能影响因素的研究技术中心科研室吴志旺一.数值模拟简介通常研究流体流动的方法冇理论分析、实验测试和数值模拟三种。数值模拟以英自身的特点和独特的功能，与理论分析及实验研究一起，相辅相成，逐渐成为研究流体流动的重要手段，并形成了新的学科一一计算流体动力学CFD。早在20世纪50年代，一些专家学者就开始尝试采用数值计算的方法来预测叶轮机械中的流动情况，近年来得益于计算机技术的高速发展，CFD在流体机械数值模拟方而的应用也日渐增多。水泵性能预测与分析是泵产品设计屮必不可少的重要环节,是验证水泵设计优劣的必要步骤。对水泵的每一次设计结果均要进行性能预测与分析，以确定下一步的设计与优化，最终得到

2、符合设计要求的高性能产甜。这样可缩短泵新产品的设计周期，提高工作效率◎二.数值模拟结果的准确性数值模拟作为一种流体水力研究手段，影响其计算结果的因素很多，比如三维建模与实物的差别，划分得到网格质量的好坏，设置流场边界条件与实际流场边界条件的吻合度等,因此有必要对模拟结果的准确性加以判断。木文所用两个模型，仅是叶轮模型不同，采用相同的吸水室和压水室。本文通过模拟计算得到的性能参数与实际测得的结果相比较，如农1：表1模拟结果与实测结杲对照产品名称流量仏彳/h)扬程｛m)效率(％)DFSS500-510G（实测）345122.571DFSS5OO-51OG（模拟）345123.272DFSS5OO

3、-51O（实测）182629.660DFSS5OO-51O（模拟）182624.660.5注：木文是以试验数据为基础，进行对比。通过上表，可以看出，在流量相等的条件下，实测的扬程和效率与模拟得到的结果吻合性好，特别是效率相差不超过2%,证明该模拟结呆可拮。一.网格划分结果双吸泵的过流部件为：吸入室、叶轮、压水室，三部分均釆用四面体非结构网格进行网格划分,网格划分结果和网格质量如图1,划分网格数如表2,图2为模型计算收敛情况:ZYAz.268I.5I98—a—7(b)叶轮(c)压水室图1网格划分结果和网格质战rtcarx»)T1SeiTerBamy&6dUGn匚B08EE：X2I7C?Xi：2

4、>*48146IDJob!«tOVM«i4N»Tot^lv«llclce*tiw&10002-W1TM.runoUtFileFbUVtatBMiMittceUaaeoua■bavtwTto-rzvThuJq021«S)4$2111€4)2t«03wxor»e«Hm»Mcliurf11mvr*tt«»byAMSTSCFI3bb—no.4ivwIT(MiliIn*troata&«rvaottw1V>T>OX>olwrb»Kbw&WQXQO&、€TM«OO・“・yiUY"i・y(ZmC

5、>S880092.^1t««图2计算收敛情况表2模熨各部分网格数过流部件吸水室叶轮压水室网格数约88)j约20万约64力一.数值模拟结果TotalPressure■T432124.1压力云图TotalPressure(Contour1}■4321235685034797127143907190687237467284247331026377806(a)DFSS500-510G〔Pa]3778065034897127143907190687237467284246331026(b)DFSS500-510图3整场静压分布从图3可以看出，从吸水室、叶轮到圧水室,压力逐渐由负值变为正值，符合能最转换

6、规律。DFSS500-510G的高压区集小在压水室扩散段，在第3〜5断而之间也有少量高压区，该区是山于微量流体撞击壁而造成的；DFSS5OO-51O的高压区山第3断而一直延伸到压水家出口，说明流体撞击壁面和产牛回流的区域较为严重，致使DFSS500-510压力分布不均,其水力损失要比DFSS500-510G大,这也是DFSS500-510效率低的一个原因。TotalPressure25159■11173TotalPressure■S96498656丹147505838361201681565Q01928312291632654953018273992884233793330144323195

7、316246309297302348295丹］(b)DFSS500-5I0(a)DFSS5OO-51OG图4整场静压分布切片图4是以模型的对称屮心面做切片得到的静压分布图，图中DFSS500-510G的压力分布在每个区域都非常均匀，DFSS500-510则不同，山压水室的第1断而起，压力分布都非常不均匀，这同样证明了上而的结论。Pressure[Pa]12362-16236-44835•73433-10203