混流泵径向间隙对内部非定常流场影响的分析.pdf

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1、2014年第42卷第3期流体机械19文章编号：1005—0329(2014)03—0019—05混流泵径向问隙对内部非定常流场影响的分析刘建瑞。郑俊峰．付登鹏，王鹏(江苏大学流体机械工程技术研究中心，江苏镇江212013)摘要：采用调整混流泵径向间隙的方法，设计了蜗壳基圆直径为280、290、300mm的计算模型，并对其进行了定常和非定常计算．通过对3种模型进行非定常数值计算，得到了不同基圆直径混流泵的压力脉动特性并对其进行比较分析．结果表明：叶轮旋转时叶片和隔舌的动静干涉作用导致蜗壳近壁面各监测点的压力脉动具有明显的周期性；在相同流量下，径向间隙越小，监测点频域振幅越大；隔舌处监

2、测点压力脉动幅度大于其他监测点幅度．对基圆直径为290mm的泵进行数值模拟与外特性试验研究，泵模拟效率为82．3％，试验效率为80％，模拟效率比试验效率高2．3％．对比两者结果可知：数值模拟的结果是可信的．关键词：混流泵；非定常流动；间隙；压力脉动中图分类号：TH313文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2014．03．005EfectofVoluteTongue·impellerGapsOiltheUnsteadyFlowinMixed·flowPumpLIUJian—rui，ZHENGJun—feng，FUDeng—peng，WANGPeng

3、(ResearchCenterofFluidMachineryEngineeringandTechnology，JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，China)Abstract：Thethree-·dimensionalsteadyandunsteadynumericalmethodwasappliedtosimulatetheflowinthemixed·-pumpwithdiferentvolutecasings．Thebasecirclediametersofthreevolutecasingswere280mm，290mmand300mm，t

4、hecharactersofthepressurefluctuationwereobtainedwithdiferentbasecirclediameters．Theresultsshowthatthepressurepulsationpresen-tedanobviousperiodicity．Atthesameflowrate，thesmallertheradialclearance，thelargerfrequencydomainofpressurefluctu—ationateachmonitoringpoint．Thefluctuationamp1itudenearthe

5、volutetongueislargerthanotherpoints．Forthemixed-pumpwith290mmvolutebasecirclediametersitsperformanceexperimentsandnumericsimul~ionsweredone．Thecalculatedresultsareingoodagreementwithmeasurementresults．Numericalsimulationisbelievable．Keywords：mixed-flowpump；unsteadyflow；gap；pressurefluctuation1

6、前言调到最大流量工况下混流泵的内流场进行了数值模拟，并预测水泵性能；杨敏等运用数值模拟混流泵是一种普遍应用于排涝，防洪、浇灌等方法分析双蜗壳的压力脉动特性和叶轮径向力矢诸多方面的优秀泵型，具备流量和扬程变化范围量分布；SolisM等通过改变隔舌安放角的方式广、高效运行区宽等优点¨J。为研究并提高该类来调整叶轮与隔舌间隙，研究了离心泵内部压力型水泵的性能，人们对混流泵内部复杂流场进行脉动的变化情况J。许多研究表明，蜗壳和叶轮了大量的数值模拟与实验研究。如Cugal利用三互相干扰所产生的压力脉动，是影响混流泵稳定孑L探对混流泵内部流动进行了测量，并测试了其运行的重要因素，会导致设备的噪

7、声和振动，严重流量、扬程及功率等外特性_2；KATO等对混流泵时甚至会损坏系统设备卜mJ。但到目前为止，混内部进行了大涡模拟，分析了混流泵内部动静干流泵隔舌间隙大小变化对其内部流场影响的研究涉引起的非定常流动；MUGGLI等从开关全关还较少。收稿日期：2013—05—09修稿日期：2014—02—17基金项目：国家科技支撑计划项目(2011BAF14B02)；江苏省科技支撑计划项目(BE2010116)FLUIDMACHINERYVo1．42，No．3，2014在本文