泵叶轮数值研发理论的若干关键问题.pdf

《泵叶轮数值研发理论的若干关键问题.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、2010年第38卷第2期流体机械35文章编号：1005----0329(2010)02—00035—06泵叶轮数值研发理论的若干关键问题张永学，周鑫(中国石油大学(北京)，北京102249)摘要：随着流体机械理论、计算机技术和数控加工技术的发展，泵叶轮的研发技术正在从传统的“相似设计一试制一试验一改进”的低效率反复手工过程向全过程的数值优化设计过渡，但在数值研发叶轮的过程中，由于受到水力设计理论、高精度高分辨率叶轮流场计算、叶轮造型与流场结构之间的影响规律及叶轮优化设计方法等诸多因素的制约，要想真正实现高性能泵叶轮完全数值研发的目标，还

2、需要逐一深入探讨这些关键因素，为将来最终解决其中的基础理论问题提供必要指导。关键词：泵叶轮；数值研发；关键技术；水力设计；优化中图分类号：TH313文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2010．02．009SomeKeyProblemsonNumericalResearchandDevelopmentTheoryofPumpImpellerZHANGYong—xue，ZHOUXin(ChinaUniversityofPetroleum，Beijing102249，China)Abstract：With

3、thedevelopmentoffluidmachinerytheory，computertechnologyandcomputerizednumericalcontrolmachi—ning，theresearchanddevelopmenttechnologyofpumpimpelleristransferringfromthetraditionalloweficiencyiterativeprocesssuchas“similardesign—manufacture—experiment—promotion”tothecomple

4、telynumericaloptimumdesign．However．thenumeri—calresearchanddevelopmentofpumpimpellerisaffectedbymanyfactorssuchashydraulicdesigntheory，higher—orderhighres—olutionflowcomputationinimpeller，lawbetweentheimpellershapeandtheflowstructureinit，optimumdesignmethodandSOon．Toachi

5、evethegoalofhigh—performancepumpimpellerdesignedbythecompletelynumericalresearchanddevelopment，itisnecessarytostudycarefullyonthesefactorsonebyone，then，providenecessaryguidanceforsolvingthebasictheoreticalprob—lemsoftheminfuture．Keywords：pumpimpeller；numericalresearchand

6、development；keytechnology；hydraulicdesign；optimum1前言轮的寿命，稳定性关系到泵系统的运行。效率高、抗汽蚀性能强、稳定性好的高性能叶轮是水力机据统计，泵的耗电量约占我国总发电量的械研发人员永恒追求的目标。20％，耗油量约占我国总耗油量的5％，提高泵的随着经济社会的快速发展，新型高性能泵叶效率对于我国建立节约型社会具有十分重要的现轮的研发需求越来越大。首先，新的应用领域催实意义。叶片泵是应用最普遍的泵，其核心部件生新的泵叶轮需求。如旋转叶片式轴流血泵、超叶轮的水力性能主导着整个泵系统的性能。

7、效微型计算机冷却泵、深海油气混输泵、海洋石油平率、汽蚀和稳定性是衡量泵水力性能的三个重要台注水泵等¨J。其次，新的工程应用背景也催生指标，效率关系到能量的利用程度，汽蚀关系到叶新的泵叶轮需求。例如，为满足我国南水北调工收稿日期：20o9—O7—10基金项目：国家自然科学基金项目(50809075)36FLUIDMACHINERYVo1．38，No．2，2010程的需求，需要研制一大批低扬程大流量泵，这些“设计一试制一试验一改进”的反复过程，且设计泵水力模型的比转速一般在500～900范围内，因大多基于相似理论，完全采用计算机来完成整个此

8、首选轴流泵和混流泵，但常用混流泵的比转速设计还不算普遍，试验受测试技术和装置的限制，范围为300～500，当比转速大于500时，通常推更多只是得到叶片泵的外特性，并不能揭示叶轮荐轴流泵，但轴流泵具有偏离工况