单级双吸输油泵全流场的数值模拟与试验分析.pdf

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1、2015年第43卷第8期流体机械文章编号：1005—0329(2015)08—0011—05单级双吸输油泵全流场的数值模拟与试验分析李永乐，胡钟兵，许文静，张鲁，付岳峰，陈学斌(西安航天泵业有限公司，陕西西安710077)摘要：基于k—s湍流模型和SIMPLEC算法，对新研发的中石化某管线单级双吸输油泵的全流场进行了数值模拟，得到了压力、速度分布。对数值计算结果进行了分析，并与试验值进行了对比，获得了满意的结果。关键词：数值模拟；试验；性能中图分类号：TH311文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2015．08．003NumericalSimulationa

2、ndExperimentalAnalysisofTheSingle-stageDouble-suctionTransitionFlowOilTransferPumpFullFlowFieldLIYong—le，HUZhong—bing，XUWen-jing，ZHANGLu，FUYue—feng，CHENXue—bin(XianAerospacePumpsCo．Ltd．，Xian710077，China)Abstract：Basedonthek一￡turbulencemodelandtheSIMPLECalgorithm．OnthenewdevelopmentofSinopecapipeline

3、ofsingle-stagedoublesuctionpumpthewholeflowfieldwerestudiedbynumericalsimulation，thevelocitydistribution，pressureisobtained．Analyzethenumericalcalculationresultsandcomparedwiththetestvalue，satisfactoryresultswereobtained．Keywords：numericalsimulation；theexperiment；performance1前言的全流动进行数值模拟，并对模拟结果与试验结果

4、进行对比分析，核验采用该方法计算离心泵内离心泵是重要的流体输送设备，广泛应用于部流动的可行性和正确性，为进一步进行优化设各行各业。离心泵内部流道结构复杂，试验的方计提供理论依据。法研究泵的内部流动不但花费巨大，而且周期长¨J。随着计算机技术的快速发展，利用流体计2数值计算算动力学(CFD)实现分析离心泵内部流场为了解和掌握离心泵复杂的内部流动开辟了新的途2．1几何模型径，该技术设计时问短、费用低、观察直接，能够比几何模型主要包括吸人室、叶轮、压出室，本较好地预测泵性能曲线，弥补了传统设计方法的文采用的泵叶轮为无平衡孔的叶轮，该输油泵的不足，越来越受到人们的青睐。三维图和流道三维图如图1和图2所

5、示，以往的文献仅对单级双吸泵的某一部分进行了研究，由于泵在运行过程中，吸入室、叶轮、压出室的相互作用都对介质的流动产生一定的影响。因此，研究泵内的流动时应将吸人室、压出室和叶轮作为一个整体联系起来考虑j。本文利用UG6．0软件，对新研发的某管线单级双吸输油泵建立三维模型，利用前处理软件ICEM进行网格划分，利用CFD软件Fluent对泵图1泵三维图收稿日期：2015—01—14修稿日期：2015—07—012015年第43卷第8期流体机械15铸造时严格控制了流道偏差和内表面的粗糙的叶轮切割经验，切割后的叶轮直径取西度。蜗壳泥芯采用南非进口铬铁矿砂(铬铁矿砂386mm。并对切割后的叶轮重做试验，

6、切割后试具有冷铁作用，可以使铸件表面形成一层致密的验曲线如图12所示，水力试验结果(设计点)：扬激冷层，从而可有效减少疏松，防止泄漏)，保证程212m，效率8l％。了蜗壳泥芯的质量。涂料采用国内最好的醇基锆根据最终的试验结果，扬程误差在3％之内，英粉涂料，干燥后进行打磨抛光。通过以上措施效率高于设计效率。因此，此设计结果完全满足提高铸件的铸造质量，同时避免铸件粘砂，保证铸计要求。件流道的表面光洁度。加工后的中开面采用1：1的硫酸图进行核5结论对，对壳体流道到中开面的距离进行了复验，发现吻合的非常好。(1)单级双吸输油泵的全流场数值计算包括但试验扬程高于设计扬程210m，查阅《现代了泵的所有流道

7、和多个工况点，更符合实际，根据泵理论与设计》中的切割定律，有下列3种切割泵流道内部流场压力和速度的分布，更能真实的公式：经验公式、苏尔寿公式、传统公式J。反映流场的流动情况，能够准确的预测泵的性能，(1)经验公式：为改善离心泵的流动情况和提高水力效率提供科=D(／H)学依据和重要参考，在离心泵设计及改进中应采(2)苏尔寿公式：用全流场数值模拟；=D2(H／H)(2)模拟计算结果和产品试验结果吻合较