极大流量工况下离心泵内部流场数值分析.pdf

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1、第31卷第8期机电工程Vo1．31No．82014年8月JournalofMechanical&ElectricalEngineeringAug．2014DOI：10．39696．issn．1001—4551．2014．08．004极大流量工况下离心泵内部流场数值分析水张翅翔，李呋，张玉良(1．浙江理工大学机械与自动控制学院，浙江杭州310018；2．衢州学院机械工程学院，浙江衢州324000)摘要：针对离心泵极大流量工况下内部流动特性的问题，应用流体动力学软件Fluent，采用RNGK一￡湍流模型与SIMPLEC算法，对某一高比转速离心泵内部流场进行了

2、数值模拟，并与实验结果进行了比较。对比分析了4种不同流量工况下离心泵内部流体速度和压力分布以及离心泵的外特性。研究结果表明，在设计流量工况下，离心泵内部压力分布均匀，速度迹线平滑；较大流量工况下，蜗壳压力不断减小，速度分布不均匀；极大流量(1．7Q)工况下，蜗壳出口处出现局部负压现象，速度流线产生的漩涡增大，在扩散管局部位置流体受到冲击，容易出现回流现象。针对离心泵在不同工况下以及达到极大流量工况下内部流动随流量变化规律的研究，可为高比转速离心泵多工况优化设计、延长使用寿命提供参考。关键词：离心泵；极大工况；数值分析中图分类号：TH311文献标志码：A文

3、章编号：1001—4551(2014)08—0974—06NumericalanalysisforinnerflowfieldinacentrifugalpumpundermaXl●mUm01)erau·●n~C0nc1Ii●U·●OnsZHANGChi—xiang，LIYi，ZHANGYu—liang。(1．TheZhejiangKeyLabofFluidTransmissionTechnology，ZhejiangSci—TechUniversity，Hangzhou310018，China；2．CollegeofMechanicalEngineer

4、ing，QuzhouUniversity，Quzhou324000，China)Abstract：Aimingatstudyingtheinnerflowundermaximumoperatingconditions，acentrifugalpumpwassimulatedbyadoptingRNGK一8turbulencemode1．Hydraulicperformancewaspredictedandthecalculationresultswerecomparedwiththeexperimentresults．Fluidvelocity，pres

5、suredistributionandexternalcharacteristicswereanalyzedunder4operatingconditions．Theresultsindicatethatpressureandvelocitydistributeuniformlyundertheoptimumflowratescondition．Atlargeflowratespoint，thevolutepressuredecreasesandthevelocitydistributionisnotuni~rm．Atthemaximumflowrate

6、spoint(1．7Q。)，negativepressureappearsattheinletofthevolute．Vo~exofthevelocityflowlinesbecomelargerandoccursrefluxinthelocalpositionofdiffusiontube．Thestudyrevealpumpinnerflowrules，whichprovidereferencetothehighspecificspeedcentrifugalpumpoptimaldesignandextendingservicelifeunderv

7、ariableflowratesoperatingconditions．Keywords：centrifugalpump；maximumoperatingconditions；numericalanalysis题，需对多种工况下离心泵的内部流动特性进行研0引言究。目前，国内外针对离心泵多工况研究主要有：袁寿其等¨针对现有的离心泵水力设计方法仅满足单离心泵被广泛应用于农业、矿山、石油和化工等点设计工况性能的问题，提出一种离心泵多工况水力领域。针对离心泵的实际运行工况点经常变动的问设计方法；借鉴在低比转数离心泵多工况设计中加大收稿日期：2014—02—28基

8、金项目：国家科技支撑计划资助项目(2013BAF05B01)作者简介：张翅翔(1