离心泵内动态失速涡的数值模拟及其特性研究
【学位单位】:西安理工大学
【学位级别】:硕士
【学位年份】:2018
【中图分类】:TH311
【部分图文】:
其中,离心泵由于具有较小的体积和重量、较广的运行范围以及较高的效率等特点,得到了最为广泛的应用。鉴于此,为了能够更好地满足社会生产的需要,离心泵正在朝着低能耗、高扬程、无过载、无驼峰等方向发展,因此,如何提高离心泵的性能,提高离心泵的运行稳定性,使离心泵更加安全、可靠的运行,最终提高整个泵行业的技术水平就成为了目前研究的重点。离心泵在非设计工况下运行时,容易在叶轮中呈现出失速现象。失速是指当离心泵进口处叶片冲角增大到一定程度时,翼型升力突然减小,导致叶片表面出现流动分离的现象。当离心泵在最优工况下运行时,叶片进口冲角为 0,此时离心泵内部流动顺畅,一般不会产生流动分离现象(如图 1-1(a)所示)。而当流量减小时,如图 1-1(b),此时流体的轴面速度减小,冲角增大,来流冲向叶片的压力面,从而容易导致叶片在吸力面处出现流动分离,随着分离区的扩张,分离涡会严重阻塞过流通道,形成失速团。失速团的出现会导致通道内部出现严重的淤塞现象,来流只能转而流向临近的叶片通道,使得下一叶片进口处的冲角增大并使上一叶片进口处的冲角减小,从而抑制上一通道中出现失速团并促进下一通道内形成失速团。因此在绝对坐标系下观察,失速团是以小于叶轮转速的速度在叶轮流道中旋转的,因此这种现象被称作“旋转失速”【1】。
【49-51】,该模型由一个闭式叶轮和一个无叶扩压器构成,其轴截面如图3-1所示。叶轮进口处的直径为103.25mm,出口处直径为278 mm,同时配有5个后弯式叶片,叶片的进口安放角为19°,出口安放角为23°,扩压器出口位置设置了12支均布的直径为21.8mm的出口管道,这样做的目的是减少流道的不对称性对叶轮内部流动所造成的影响。离心泵的比转速为90.9,设计转速为n0= 600 r/min
° 23叶片高度 b mm 23.0图3-2为离心泵叶轮结构图,其中红色方框区域为PIV测量时相机所对准的位置。由于实验测量的过程中,PIV只能在静止坐标系下进行测量,因此在最终确定失速团频率的时候需要用测得的频率值减去叶轮转频从而得到相对坐标系下失速团的转频。这里以初始时刻相机所对准的通道为通道1(Ch1),并以顺时针方向将5个叶片通道分别命名为通道2(Ch2),通道3(Ch3),通道4(Ch4)和通道5(Ch5)。
【参考文献】
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本文编号:2832701
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