带分流叶片低比转速无过载离心泵优化设计.pdf

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1、2013年第41卷第6期流体机械l1文章编号：1005—0329(2013)06—0011—05带分流叶片低比转速无过载离心泵优化设计张帆，袁寿其，付强，胡博(江苏大学流体机械工程技术研究中心，江苏镇江212013)摘要：针对TS65-40—250离心泵易过载和出现驼峰等问题，采用无过载设计法并添置分流叶片，重新选取叶轮设计参数，设计3种优化方案。采用Pm／E和ICEM分别对3种方案进行三维造型和结构化网格划分，网格总数为150万。利用商业软件CFX12．1对优化方案进行数值模拟，边界条件设定为速度进口、压力出口和无滑移壁面。采用标准

2、k—s模型，预测了3种方案下的外特性，分析了不同设计方案下叶轮内的压力、流线、湍动能、速度分布。通过数值模拟，得出叶轮1的水力性能和内部流动状态均较好。利用快速成型法加工叶轮1并进行试验。试验结果表明，叶轮1扬程最高高出设计参数的15％，试验效率高于国家标准2％～6％，而且有很好的无过载性能。模拟结果和实验结果表明，采用无过载设计并添置分流叶片优化方法是可行的，这种设计方法可以为低比转速无过载离心泵优化设计提供参考。关键词：离心泵；低比转速；无过载设计；分流叶片；优化设计中图分类号：TH311；$277．9文献标志码：Adoi：10．

3、3969／j．issn．1005—0329．2013．06．003Non-overloadOptimizationDesignonLowSpecificSpeedCentrifugalPumpwithSplitterBladesZHANGFan，YUANShou—qi，FUQiang，HUBo(ResearchCenterofFluidMachineryEngineeringandTechnology，JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，China)Abstract：Aimingattheproblem

4、sofeasilyoverloadandhavinghumpsoftheTS65-40-250centrifugalpumps．Non-ovedoaddesignmethodandaddedsplitterbladeswereadoptedforparametersselectionofimpellersandthreeoptimizationschemeswereputforward．The3-Dmodelsandthe1．5millionstructuregridsweregeneratedbyPro／EandICEMrespec

5、tively．Aftertheboundaryconditionsofmass·flowrateattheinlet，pressureoutletandno—slipwallwerespecifiedandtheflowmodelWaScomple—mentedwiththestandardk-8modelinthecommercialsoftwareCFX12．1．Theflowfielddistributionsofpressure，streamlines，turbulencekineticenergyandvelocityasw

6、ellaShydraulicperformancesinthreeimpellersarepredictedthronghsimulation．Im·pellerlwithgoodhydrauliccharacteristicsandexcellentinnerflowpatternswereproducedforexperimentsafterprototypingrapid—ly．Thetestresultsareinaccordancewiththesimulatingresults．Theheadofimpellerlis15

7、％higherthanthedesignparameteratmostandtheefficienciesare2％～6％higherthanthedesignedefficiencies．Thetestresultsalsoshowagoodnon．overloadperformances．Theresultsprovethatitisaneffectiveandreliablemethodtodesignanon-ovedoadpumpwithlowspecificspeed．Keywords：centrifugalpump；lo

8、wspecificspeed；non—overloaddesign；splitterblade；optimizationdesign1引言研究。在离心泵多工况研究方面，Neumann从泵内流动损失分析出发，建立了非设计工