离心泵叶片出口边倾斜角对压力脉动的影响

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1、２０１３年５月第３１卷第５期Ｍａｙ２０１３Ｖｏｌ．３１Ｎｏ．５ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８５３０．２０１３．０５．００１离心泵叶片出口边倾斜角对压力脉动的影响江伟，李国君，张新盛（西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室，陕西西安７１００４９）江伟摘要：为研究叶片出口边倾斜角对叶轮与蜗壳由动静干涉作用而引起压力脉动的影响，在保证叶轮基本参数和叶片安放角变化规律不变的情况下，通过改变叶片出口边倾斜角而设计了２种计算方案．采用ＳＳＴ湍流模型、ＳＩＭＰＬＥＣ算法和滑移网格技术，分别对不同叶片出口边

2、倾斜角的叶轮匹配同一蜗壳的离心泵进行全流道非稳态数值模拟，得到不同叶片出口边倾斜角的离心泵外特性及压力脉动特性，并对其进行分析．计算结果表明：随着叶片出口边倾斜角的减小，泵高效区加宽；在小流量工况至设计流量工况时模型１，２的扬程流量曲线接近，在设计流量工况至大流量工况时模型２的扬程增大；２种叶片出口边倾斜角的离心泵中监测点处的压力脉动规律相同，呈周期性变化；较小叶片出口边倾斜角的离心泵中蜗壳内及隔舌处的压力脉动波动幅度减小，高频脉动成分减小．分析结果可为离心泵叶轮的设计提供理论参考．关键词：叶片出口边；倾斜角；离心

3、泵；压力脉动；数值模拟中图分类号：Ｓ２７７．９；ＴＨ３１１文献标志码：Ａ文章编号：１６７４－８５３０（２０１３）０５－０３６９－０４江伟，李国君，张新盛．离心泵叶片出口边倾斜角对压力脉动的影响［Ｊ］．排灌机械工程学报，２０１３，３１（５）：３６９－３７２．ＥｆｆｅｃｔｏｆｏｂｌｉｑｕｅａｎｇｌｅｏｆｂｌａｄｅｔｒａｉｌｉｎｇｅｄｇｅｏｎｐｒｅｓｓｕｒｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｉｎｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｐｕｍｐＪｉａｎｇＷｅｉ，ＬｉＧｕｏｊｕｎ，ＺｈａｎｇＸｉｎｓｈｅｎｇ（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＴｈｅｒｍｏＦ

4、ｌｕｉｄＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｘｉ′ａｎＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ′ａｎ，Ｓｈａａｎｘｉ７１００４９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｗｏｉｍｐｅｌｌｅｒｓ，ｉｎｗｈｉｃｈｔｈｅｂｌａｄｅｔｒａｉｌｉｎｇｅｄｇｅｉｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｂｌｉｑｕｅａｎｇｌｅｓｂｕｔｔｈｅｂｌａｄｅａｎｇｌｅｐｒｏｆｉｌｅｒｅｍａｉｎｓｕｎｃｈａｎｇｅｄ，ｗｅｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒａｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｐｕｍｐｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｐｒｅｓｓｕ

5、ｒｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｆｅａｔｕｒｅｓｃａｕｓｅｄｆｒｏｍｔｈｅｉｍｐｅｌｌｅｒｖｏｌｕｔｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｕｎｓｔｅａｄｙ，ｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｔｕｒｂｕｌｅｎｔｆｌｏｗｉｎｔｈｅｐｕｍｐｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅＳＳＴｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｍｏｄｅｌ，ＳＩＭＰＬＥＣａｌｇｏｒｉｔｈｍａｎｄｓｌｉｄｉｎｇｍｅｓｈｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｎｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓｉｎｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｐ

6、ｕｍｐｓｗｉｔｈｔｈｏｓｅｉｍｐｅｌｌｅｒｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｉｔｗａｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｕｍｐｋｅｅｐｓａｒｅｌａｔｉｖｅｈｉｇｈｅｒｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｎａｎｅｘｔｅｎｄｅｄｆｌｏｗｒａｔｅｒａｎｇｅｗｉｔｈｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｏｂｌｉｑｕｅａｎｇｌｅ；ａｄｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ，ｔｈｅｐｕｍｐｈｅａｄｓａｒｅｃｌｏｓｅｔｏｅａｃｈｏｔｈｅｒｆｏｒｔｈｅｔｗｏｉｍｐｅｌｌｅｒｓａｔｔｈｅｐａｒｔｌｏａｄｉｎｇａｎｄｄｅｓｉｇｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｈｅａｄｓ

7、ｉｎｃｒｅａｓｅａｔｈｉｇｈｆｌｏｗｒａｔｅｓ．Ｔｈｅｐｅｒｉｏｄｉｃｆｅａｔｕｒｅｓｉｎｐｒｅｓｓｕｒｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎａｒｅｔｈｅｓａｍｅｆｏｒｔｈｅｔｗｏｉｍｐｅｌｌｅｒｓ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｆｔｈｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎａｎｄｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｒｅｒｅｄｕｃｅｄｉｎｔｈｅｖｏｌｕｔｅａｎｄｎｅａｒｉｔｓｔｏｎｇｕｅ．Ｔｈｅｓｅｒｅｓｕｌｔｓｃａｎｐｒｏｖｉｄｅａｕｓｅｆｕｌｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｐｕｍ

8、ｐｉｍｐｅｌｌｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｌａｄｅｏｕｔｌｅｔｅｄｇｅｓ；ｉｎｃｌｉｎｅｄａｎｇｌｅ；ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｐｕｍｐ；ｐｒｅｓｓｕｒｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ收稿日期：２０１２－１１－０１；网络出版时间：２０１３－０５－０７网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／３２．