角度变化系数对变螺距诱导轮性能的影响.pdf

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1、２０１３年第４１卷第１０期流体机械１９文章编号：１００５－０３２９（２０１３）１０－００１９－０６角度变化系数对变螺距诱导轮性能的影响１１１２１刘厚林，王健，王勇，庄宿国，吴贤芳（１．江苏大学流体机械及工程技术研究中心，江苏镇江２１２０１３；２．西安航天动力研究所，陕西西安７１０１００）摘要：在变螺距诱导轮设计过程中引入角度变化系数来控制型线变化的规律，利用自主开发的诱导轮设计软件，选取代表３种不同特征型线的角度变化系数，设计了３台不同型线变化规律的变螺距诱导轮，并通过数值计算的方法，研究了角度变化系数ｍ对诱导轮性能的影响。结果表明，诱导轮的扬程与效率

2、随着角度变化系数的增加逐渐降低，在ｍ＝０．５时诱导轮的扬程与效率最高；诱导轮的临界空化余量随着角度变化系数的增加而逐渐降低，在ｍ＝２时诱导轮的空化性能最优。因此，在进行诱导轮的角度变化系数选择时，要综合考虑诱导轮的能量特性和空化特性。关键词：诱导轮；角度变化系数；汽蚀；数值模拟中图分类号：ＴＨ３１１文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－０３２９．２０１３．１０．００５ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅＡｎｇｕｌａｒＶａｒｉａｔｉｏｎＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｎＶａｒｉａｂｌｅＰｉｔｃｈＩｎｄｕｃｅｒＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ１１１２１ＬＩＵ

3、Ｈｏｕｌｉｎ，ＷＡＮＧＪｉａｎ，ＷＡＮＧＹｏｎｇ，ＺＨＵＡＮＧＳｕｇｕｏ，ＷＵＸｉａｎｆａｎｇ（１．ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＦｌｕｉｄＭａｃｈｉｎｅｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ２１２０１３，Ｃｈｉｎａ；２．Ｘｉ′ａｎＡｅｒｏｓｐａｃｅＰｒｏｐｕｌｓｉｏｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｉ′ａｎ７１０１００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｃｏｕｒｓｅｏｆｄｅｓｉｇｎｉｎｇｖａｒｉａｂｌｅｐｉｔｃｈｉｎｄｕｃｅｒ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｎａｎｇｕｌ

4、ａｒｖａｒｉａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｔｏｒｅｇｕｌａｔｅｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｌａｗｏｆｔｈｅｔｙｐｅｌｉｎｅ．Ｂａｓｅｄｏｎｉｔ，ｔｈｒｅｅｖａｒｉａｂｌｅｐｉｔｃｈｉｎｄｕｃｅｒｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｎｇｕｌａｒｖａｒｉａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｗｅｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄｖｉａｓｅｌｆｄｅｖｅｌｏｐｅｄｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｗｅｒｅｐｅｒｆｏｒｍｅｄａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｇｉｖｅｔｈａｔｔｈｅｈｅａｄａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｉｎｄｕｃｅｒｓａｒｅｄｅｃｒｅａｓｉ

5、ｎｇｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｍ，ａｎｄｔｈｅｉｎｄｕｃｅｒｏｆｍ＝０．５ｏｂｔａｉｎｓｔｈｅｂｅｓｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｈｅａｄａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｔｏｔｈｅｃｏｎｔｒａｒｙ，ｉｔｉｓｉｎｔｅｒｅｓｔｉｎｇｔｏｆｉｎｄｔｈａｔｔｈｅＮＰＳＨｃｏｆｉｎｄｕｃｅｒｓａｒｅｇｅｔｔｉｎｇｌｏｗｅｒｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｍａｎｄｔｈｅｉｎｄｕｃｅｒｏｆｍ＝２ｈａｓｔｈｅｂｅｓｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｃａｖｉｔａｔｉｏｎ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｌｙ，ｉｔｃａｎｂｅｃｏｎｃｌｕｄｅｄｔｈａｔｔｈｉｓｐａｐｅｒｃｏｕｌｄｄｉｒｅｃｔｈｏｗｔｏ

6、ｃｈｏｏｓｅｔｈｅａｎｇｕｌａｒｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｆｏｒｔｈｅｉｎｄｕｃｅｒｄｅｓｉｇｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｄｕｃｅｒ，ａｎｇｕｌａｒｖａｒｉａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ，ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ［５］１引言型，对叶栅和诱导轮进行了非定常空化数值模拟，并进行了实验验证。Ｍｅｊｒｉ等研究了叶片进口［６］离心泵作为用途最为广泛的水力机械之一，安放角对诱导轮空化性能的影响，并对多个工其发展一直受到空化汽蚀的制约，诱导轮作为一况进行了分析，另外，提出的圆锥形轮毂对诱导轮种轴流式叶轮，其本身具有良好的空化性能，并且

7、的空化性能具有一定的改善效果。国内，朱祖超［７］其产生的扬程能减少离心泵的空化余量，在离心等通过分析诱导轮设计的理论基础，建立了比泵叶轮进口加装诱导轮是提高离心泵抗汽蚀性能较完善的变螺距诱导轮设计方法，给出了其主要［１～４］的有效措施。因此诱导轮的设计效率及可靠参数的计算公式。潘中永等对诱导轮设计的两个性就显得尤为重要。重要性能参数（流量系数和扬程）进行了理论分［８］近年来，国内外对诱导轮的研究逐渐增多。析和研究，提出了诱导轮关键几何参数的确定Ｏｋｉｔａ采用ＤＥＳ湍流模型及其改进的空化模方法及其设计步骤。孔繁余等从分析变螺距诱导收稿日期：２０１２－１２

8、－０６基金项目：国家自然科学基金项目（５１２３９００５、５１０７９６０２、５１１７９０７５、５