低比转速高速泵螺壳形式对性能影响分析

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1、第41卷第3期火箭推进V01．41，No．32015年6月JOURNALOFROCKETPROPULSIONJun．2015低比转速高速泵螺壳形式对性能影响分析刘海丽1，张立强1，李学华1，吕志全2(1．北京航天动力研究所，北京100076；2．中国石油天然气集团公司辽阳石化分公司，辽宁辽阳1l，19Q0)¨摘要：利用流体计算软件CFX，分别对低比转速蜗壳与环形流道离心泵的流场进行了不同工况下三维定常湍流数值模拟，并进行了试验验证。水力性能计算结果与试验偏差小，数值仿真方法是合理有效的。通过对2

2、种泵内部流场特性的比较分析，得到了其流动机理，蜗壳流道离心泵的蜗壳出口流道对应流体的撞击所产生的回流与漩涡明显，压力与相对速度分布与其他流道差别较大，是水力损失的主要原因；2种离心泵在距离入：巧较远处的叶片压力与相对速度分布基本一致。最后通过对蜗壳流道离心泵取不同的喉部面积在设计工况下进行数值模拟，进行了优化设计。结果表明：当喉部面积为蜗壳第八断面的1．r倍时，泵性能最佳。关键词：蜗壳流道；环形流道；高速离心泵；数值模拟；试验中图分类号：V434．2—34文献标识码：A文章编号：1672—937

3、4f2015)03—0052—07Influenceofvolutecasetypeforlow·-specific--speedpumponpumpperformanceLIUHai—lil，ZHANGLi—qian91，LIXue—hual，L0Zhi—quan2(1．BeijingAerospacePropulsionInstitute，Beijing100076，China；2．LiaoyangPetrochemicalBranchCo．，CNPC，Liaoyang11000，China

4、)Abstract：The3Dsteadyturbulencenumericalsimulationofflowfieldsinthelow—specific．speedcasewithvolutepassageandcentrifugalpumpwithcircularpassagewereperformedseparatelybymeansofthefluidsimulationsoftwareCFX．Furthermore，thetests、Werecarriedout．Thecalcul

5、atedresultofpumpperformancehasalittledeviationwithexperimentaldata．Itmeansthatthemethodisreasonableandeffective．Fromcomparisonoftwodifferentpumps，theflowmechanismandlossofwaterpowerwerefound．Thebackflowandvortexcausedbyimpactoffluidfromtheexitofvolut

6、ecaseareobvious．Itspressureandrelativevelocitydistributionisverydifferentfromotherpassages，ThisiSthemainreasonofwaterpowerloss．Thepressureinthebladefarfrominletoftwodifferent、pumpsisbasicallycoincidentwithrelativevelocitydistribution．Theresultsofopti

7、mizationdesign收稿日期：2014—11—24；修回日期：2015—03一i8作者简介：刘海丽(1980一)，女，博士，研究领域为离心泵的优化设计第4l卷第3期刘海丽，等：低比转速高速泵螺壳形式对性能影响分析53showthattheperformanceofpumpismostexcellentwhentheratioofthroatareais1．1：1totheei曲thsectionofthevolutecase，whichprovideascientificbasisfor

8、theimprovementandfurtherdevelopmentofpump．Keywords：volutecasepassage；circular--volutecasepassage；high--speedcentrifugalpump；nu-·mericalsimulation；testO5I吾高速离心泵在石油、化工及航空航天等现代国民经济各部门有着广泛的应用。泵壳是离心泵中的重要过流部件，其主要作用是收集从叶轮中高速流出的输送介质，将介质的大部分动能转换为压力势能。其水力损失的大小