非均布导叶对核主泵模型泵性能及压力脉动的影响.pdf

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1、2014年第42卷第9期流体机械19文章编号：1005—0329(2014)09—0019—06非均布导叶对核主泵模型泵性能及压力脉动的影响李靖，王晓放，周方明(大连理工大学，辽宁大连116024)摘要：为研究核主泵模型泵导叶非均布对于其外特性及压力脉动影响，分别采用SST(剪切应力输运)k一∞湍流模型和分离涡模拟方法对泵内部流场进行了三维定常和非定常数值模拟，得到两模型泵外特性曲线和内部压力脉动情况，并对压力脉动进行时域频域分析。结果表明：采用特定形式的非均布导叶可以改善出口流动，提升模型泵多工

2、况性能；导叶非均布对于泵内不同区域压力脉动影响不同，但其改变了由动静干涉产生的脉动频率分布，削弱了脉动幅值，有助于降低泵的振动和噪声，提高核主泵的安全性。关键词：核主泵；非均布导叶；压力脉动；分离涡模拟中图分类号：TH313文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2014．09．005InfluenceofUnevenGuideBladeonPerformanceandPressureFluctuationofNuclearModelPumpLIJing，WANGX

3、iao-fang，ZHOUFang—ming(DalianUniversityofTechnology，Dalian116024，China)Abstract：Theshearstresstransport(SST)k一∞turbulentmodelsanddetachededdysimulationswereusedinsteadyandtin—steady3-dimensionalnumericalsimulationtoinvestigatetheinfluenceofunevenguide

4、bladeonperformanceandpressurefluctua-tionofnuclearmodelpump．Twomodelperformancecurvesandpressurefluctuationweregotten，andbothtimeandfrequencydomainofpressurefluctuationwereanalyzed．Itisshownthat，theflowconditionattheoutletisimprovedwithaspecificconfig

5、u—rationofunevenguideblade，andtheperformanceofmuhipleoperatingconditionsispromoted．Efectsofunevenguidebladeonpressurefluctuationindiferentareaofmodelpumpareoftheirownfeatures．ButthefrequencyandamplitudewhichCausedbyrotor-statorinteractionalechangedand

6、decreased．Ithelpstoreducethevibrationandnoise，improvethesafetyofnuclearmainpump-Keywords：maincoolantpump；unevenguideblade；pressurefluctuation；detachededdysimulation1前言产生较大压力脉动的主要原因。王春林等对混流式核主泵非定常数值模拟指出由于叶轮和导叶的反应堆冷却剂循环泵简称核主泵，是核岛内动静耦合作用，核主泵从叶轮进口到导叶出口截唯一

7、高速旋转的机械，有核岛心脏之称，核主泵能面上压力脉动的幅值先增大后减小，叶轮出口处否稳定运行关系到整个核岛的安全_1]。研究表的压力脉动幅值最大J。Yez等指出核主泵叶明动静干涉、汽蚀、二次流以及泵的偏工况运行都轮内部压力脉动频率由叶轮转频和导叶通频及各有可能导致泵在产生静态压力分量的同时还产生自谐波组成J。动态压力分量，也就是压力脉动J。压力脉动是基于上述研究，很多学者提出了诸如适当改引起核电站一回路振动及噪声的主要因素之一，变动静间隙，调节运行工况等办法来控制和改善最大危害是使机组的结构振动加

8、剧，并有可能引泵压力脉动情况，但这些方法多数以牺牲效率为起局部模态共振，造成动态疲劳破坏。前提。目前，在风机压缩机领域出现了非均布叶泵压力脉动研究表明，动静干涉作用是泵内栅栅距降低风机压缩机振动和噪声的研究。Low．收稿日期：2014—03—05基金项目：973国家重点基础研究资助项目(2009CB724303)FI』UIDMACHINERYVo1．42，No．9，2014son于20世纪60年代首次提出了在轴流压缩机中采用周向非均布叶片削弱基频噪声的理论l1。。。2计算模型与数值