双叶片泵内压力脉动的数值模拟.pdf

《双叶片泵内压力脉动的数值模拟.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第26卷2010笠第6期6月农业工程学报TransactionsoftheCSAEVbl．26No．6Jun．2010129双叶片泵内压力脉动的数值模拟朱荣生1，一，胡自强蜮，付强1(1．江苏大学流体机械工程技术研究中心，镇江212013；2．江苏国泉泵业制造有限公司，镇江212009)摘要：为分析双叶片泵内压力脉动特点及其主要影响冈素，采用RNG肛s模型对由Dt‘轮水体、蜗壳水体及叶轮进口延伸段水体组成的三维计算区域进行3种不同工况下的非定常计算。通过分析计算模拟数据得出雎力脉动时域图及频谱图，结果表明，双叶片泵内压力波动呈正弦周期性变化，

2、进口处监测点压力波周期为其他监测点的2倍：压力脉动卞要与泵内动静耦合作用有关，叶轮进口压力脉动主频等于叶轮的转频，叶轮与蜗壳耦合处及蜗壳出口压力脉动主频等于叶轮转频与叶片数的乘积，不同流量F同一监测点具有相同的主频，但其主频幅值不同，小流量下幅值最大，设计流量下幅值最小，叶轮与蜗壳耦合处压力脉动从隔舌处开始在叶轮旋转方向上逐渐衰退，所得结论对掌握双叶片泵内压力脉动产生的原理及其特性具有重要的指导意义。关键词：泵，压力，数值分析，双叶片，动静耦合，压力脉动doi：10．3969d．ism．1002—6819．2010．06．023中图分类号：T

3、H311文献标识码：A文章编号：1002—6819(2010)一06—0129—06朱荣生，胡自强，付强．双叶片泵内压力脉动的数值模拟[J】．农业工程学报，2010，26(6)：129—134．ZhuRongsheng，HuZiqiang，FuQiang．Numericalsimulationofpressurefluctuationindouble—bladepump[J]．TransactionsoftheCSAE，2010，26(6)：129一134．(inChinesewithEnglishabstract)0引言双叶片泵主要用于输送

4、含有固体物质的液体，在冶金、矿山、化工等工业和河道疏浚、污水处理等部门中有着广泛的应用，深入研究其内部流动对于提高效率和改善其性能具有重要的意义。国内学者主要针对清水离心泵及轴流泵内的压力脉动数值计算进行研刭卜引。其中文献[1】采用“冻结转子法”处理离心泵内叶轮与蜗壳间动静耦合流动的参数传递和相互干扰问题问题，得出了离心泵内压力分布及速度分布，文献【2]对离心泵内叶轮与蜗壳动静耦合诱发压力脉动频谱进行了试验研究；模拟方面，文献[3]对5个叶片的普通清水离心泵采内叶轮与蜗壳动静耦合进行了研究，分析了在设计流量点下，泵内蜗壳流道及叶轮流道内部监测

5、点压力波动及压力脉动频谱，而文献[4】及文献[5]则分别对于高速泵及轴流泵内叶轮与导叶内部流场及其压力脉动进行了分析，得出压力脉动频谱趋势与试验值基本吻合。国外在泵内压力脉动的研究方面起步较早，已有较深入的研刭“91，1982年Dring等人【6】提出导致泵内压力脉动2种因素，分别为动叶轮与蜗壳之间的相互作用及泵内冲击。文献【7．9]对清水离心泵内压力脉动进行了深入研究，并得出一致的结论，即离心泵内压力脉动的主频等于叶轮转频与叶片数的乘积。收稿日期：2010-01．18修订日期：2010-06-01基金项目：国家科技型中小企业创新摹金项目(0

6、8C26213200647)作者简介：朱荣生(1964一)，男，湖南道县人，研究员，博士，主要从事流体机械及工程研究。镇江江苏大学流体机械工程技术研究中心，212013。Email：zrs@嘶s．edu．cn※通信作者：胡自强(1986--)，男，江两抚州人，主要从事流体机械及工程研究。镇江江苏大学流体机械工程技术研究中心，212013。Email：huziqiangld(@126．corn本文研究对象为双叶片特殊形式叶轮的离心泵，采用RNGK．s模型，在对蜗壳内压力脉动波动及其频谱数值模拟进行研究的同时，针对泵内叶轮进口及蜗壳出口受脉动的影

7、响进行了分析，揭示了叶轮进口、叶轮与蜗壳耦合处及蜗壳出口压力脉动的主要影响因素及压力脉动产生的机理，对于掌握双叶片泵内雎力脉动产生的原理及其特性具有重要的指导意义。1叶轮基本参数和计算域叶轮的设计参数：流量0=250In3／h，扬程三}25m，转速1470r／min，比转速126，设计模型为离心式双叶片泵。采用PRO／E软件生成三维计算区域模型，如图1所示，为使模拟结果更加稳定，对叶轮进口进行了适当的延伸，整个模型由1个动叶轮水体、1个静止蜗壳水体及进口延伸段水体组成。模型中未考虑容积损失及叶轮前后盖板与流体的摩擦机械损失。图1计算区域图Fi

8、g．1Calculationdomain2网格的划分及监测点2．1网格划分采用FLUENT中自带的网格划分软件GAMBIT进130农业工程学报2010位行网格划分，