对水泵流道入口流场分析以及过流部优化 优先出版.pdf

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1、2017年第06期NO.06.2017（总第393期）(CumulativetyNO.393)对水泵流道入口流场分析以及过流部优化王　靖（广州市昕恒泵业制造有限公司，广东广州510530）摘要：文章采用UG软件对给水泵的流道入口流场部分进行了三维建模，应用ANSYS12.0平台中的AM模块将流道入口生成网格，然后利用CFX模块数值来计算三维流体，发现不均匀的出口速度，而流道入口的部分压力出现了较大损失，由此对流道过流部分布进行了改变，并调整了过流部角度，以此将流道入口水力性能进行提升。关键词：给水泵；流道入口；水力性能；闭式叶轮；UG软件　　文献标识码：A中图分类号：TH311　　文章编号：

2、1009-2374（2017）06-0032-02　　DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.06.016通常在工程工业领域，会用到离心泵进行各类酸、由此，离心泵的叶轮是最主要也是唯一的作功部碱、盐、石油及水等液态介质的输送。在核电厂对给水件，对叶轮进行分类，有闭式、开式、半开式三种型泵的要求较高，一般要求给水泵要具备较好的流场特性式。其中开式叶轮的组成部件为轮毂和径向叶片，叶轮和较好的整体水力性能。而卧式高速离心式给水泵采用的叶片槽道均为敞开的侧面，而叶片槽道和机壳内壁形的是闭式叶轮，其作功效率高、性能佳，能满足核电厂成了气体通道，此种叶轮布局不利于通道气体的

3、流动，的需求。液体从静止流道冲入旋转流道的过渡区是从并且会损失较大的叶轮和机壳之间引起的磨擦鼓风，由背导叶出口至叶轮入口区段，在该区段的拐弯陡急，此为低效率的叶轮。对于半开式叶轮，其轮盘将叶片槽撞击、涡流极易产生，其液体的流畅性是保障水泵叶轮道的一侧封闭，只敞开了另一侧，这就比开式叶轮减少给水效率的非常重要的因素。叶轮入口水流流动性极大了流动损失，其缺点是较大的叶轮侧面间隙导致部分气地影响了其水力性能，首级叶轮入口流动较为复杂，需体从出口倒流至入口，产生较大的内漏和不佳的效率。要分析其入口流动特性，以此设计出更为合适、效率更只有闭式叶轮的做功效率最高，主要分为轮盘、叶片和高的首级叶轮，从而使

4、得首级叶轮设计满足汽蚀性能要轮盖三部分，将气体密封装在轮盖上避免了内漏损失，求。在有限的条件下要进行核电站常规岛给水泵的流道气体流动性也非常好，由此其效率为三种叶轮中最高入口的部分优化设计，从而改善首级叶轮进水的流场特的，此外，闭式叶轮还有拆装方便、检修容易的优点。性。某个340MW核电常规岛给水泵FK2E39M流道入口存在流本文研究的是闭式叶轮。程性问题，进而影响到叶轮的作功效率。本文采用UG软件2　数值方法对给水泵的流道入口流场部分进行了三维建模，计算三维2.1　计算区域与网格流体，发现不均匀的出口速度，而流道入口的部分压力出离心泵的流道入口分为两个组成部分，分别是进水现了较大损失。然后

5、重新设计了流道过流部分布，也对过段和过流部，而水泵入口就是进水段，流道的过流部出流部角度进行调整，在设计变动中，发现改变过流部分布口连接到水泵首级叶轮。流道入口的作用是进行流体的方式会加重出口速度分布的恶化，从而检验了当前的流道分离，将流体方向进行改变。在图1中显示的是流道入口入口过流部分布方面的技术是科学的；进而对过流部角度的三维流体的计算域。进行调整，发现此方式在较大程度上将出口处速度的均匀本文计算流道入口三维流体，采取了非均匀四面体性提高了，使得泵体的整体水力性能也得到了改善。网格与六面体网格相结合的方法进行流场划分，总共分1　离心式水泵工作原理成了1767821个网格单元。由于进水段

6、部分的结构偏简离心式水泵的组成部分主要有叶轮、叶片、外壳、单，所以采取六面体网格；对于结构复杂的过流部，则泵轴以及轴承五个部分。启动水泵前，必须要向泵腔和采取四面体网格法能够更好地吸水管注满水，将里面的空气排净。打开启动开关后，将尖角区域进行扑捉。根据流通过泵轴来带动叶轮旋转，此时水在受到叶轮旋转带来道流场中的流速分布规律，进的离心力的作用，被甩向叶轮四周至泵壳，水经过排水行网格划分时，要把有较大流管流到地面。此时在叶轮中心的进水口位置成为了真空速梯度的区域划分成较密的网状态，这是因为水已经被抛到轮缘造成的，在大气压的格，主要位于进水段与过流部作用下，吸水井中的水被迫进入滤水器、底阀、吸水的

7、连接位置、导流翼尖、导流管，最终到达水泵的叶轮中心，这样，叶轮中心在往复翼近壁区，这样有利于获得较图1　离心泵的流道入口地吸水、甩出的过程中就形成了连续不断的排水。好的计算结果。三维流体计算域图-32-2.2　边界条件的速度分布恶化，并且也增加了流道入口的压力损失，在进行了“N－S方程”的特征分析后，对本文的建表示现有的流道入口过流部分布较为合理。模和计算给出如下的边界条件：3.2　调整过流部角度方式第一，进