轴流泵流道优化设计及其装置模型试验验证

发布时间：2020-12-27 23:13

　　本文对国内某泵站肘型进水流道进行了优化设计,通过调整宽度Bj、长度XL、高度Hw、流道喉部高度Hk、直线段长度Xz1、弯曲段长度Xw、过渡圆弧段长度Xr、流道进口高度Hj、流道上板倾斜角α、流道底板倾斜角β等参数进行了多个方案的对比,运用CFD数值分析确定最优方案,该项目在扬州大学装置模型试验台进行了装置模型试验验证。 

【文章来源】：水泵技术. 2020年04期

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

图２肘型进水流道设计方案??

？?５０?？??２０２０年第４期??图３肘型进水流道网格剖分??断面第ｉ＿个单元的轴向流速；Ｕ｜ｉ为进口断面上第＾??个单元的切向流速；ｆ为进口断面的平均轴向??流速。??显然，当１〇〇％、０＝９０°时，目标函数值??为最优。??根据数值计算结果，按照公式计算得到了?６个??设计方案不同工况下的水泵进口断面的流速分布均??匀度纥和流速加权平均角?＜?如表４、图４、图５??所示。??从计算结果可看出：６个肘型进水流道设计方??案在设计工况下的流速分布均匀度在９４．２％?￣??９４．?５％之间，水泵进口速度分布均勻，各方案相差??极小；设计工况下的流速加权平均角在８６．３°?￣??８６．?４°之间，各方案相差极小，速度矢量已接近垂??直于水泵进口断面。６个设计方案均能满足水泵吸??水要求，其中方案ｋｑ４２＃的流道出口断面流态??最佳。??在流道进口处均匀布撒示踪粒子，观察粒子随??水流的运动轨迹（定常计算时迹线与流线重合），??如图６?ｋｑ４２＃流道运动轨迹所示。??从流速云图可见：６个设计方案流动特性较相??似，水流沿流动方向流速逐步增大，变化率较均??匀，未出现畸变或反向速度，在肘型进水流道转弯??表４水泵进口断面流速分布的均匀度??ｈ和流速加权平均角６数据表??方案编号??流量?ｙ／（ｍＶｓ）??流速分布的??均匀度匕／％??流速加权平均??角度６／（°）??ｋｑｌｌ＃??１０．０??９４．２７??８６．?３４??ｋｑｌ２＃??１０．０??９４．３１??８６．３５??ｋｑ２１＃??１０．０??９４．?２７??８６．?３４??ｋｑ２２＃??１０．０??９４．?３５??８６．３５??ｋｑ３２＃?

４、图５??所示。??从计算结果可看出：６个肘型进水流道设计方??案在设计工况下的流速分布均匀度在９４．２％?￣??９４．?５％之间，水泵进口速度分布均勻，各方案相差??极小；设计工况下的流速加权平均角在８６．３°?￣??８６．?４°之间，各方案相差极小，速度矢量已接近垂??直于水泵进口断面。６个设计方案均能满足水泵吸??水要求，其中方案ｋｑ４２＃的流道出口断面流态??最佳。??在流道进口处均匀布撒示踪粒子，观察粒子随??水流的运动轨迹（定常计算时迹线与流线重合），??如图６?ｋｑ４２＃流道运动轨迹所示。??从流速云图可见：６个设计方案流动特性较相??似，水流沿流动方向流速逐步增大，变化率较均??匀，未出现畸变或反向速度，在肘型进水流道转弯??表４水泵进口断面流速分布的均匀度??ｈ和流速加权平均角６数据表??方案编号??流量?ｙ／（ｍＶｓ）??流速分布的??均匀度匕／％??流速加权平均??角度６／（°）??ｋｑｌｌ＃??１０．０??９４．２７??８６．?３４??ｋｑｌ２＃??１０．０??９４．３１??８６．３５??ｋｑ２１＃??１０．０??９４．?２７??８６．?３４??ｋｑ２２＃??１０．０??９４．?３５??８６．３５??ｋｑ３２＃??１０．０??９４．４２??８６．?２９??ｋｑ４２＃??１０．０??９４．４７??８６．?３９??处内侧流速高于外侧流速。在进水流道出口断面流??速分布已比较均匀，速度矢量垂直度高，再经过水??泵前收缩锥管调整后，在水泵进口吸水条件将更加??有利。从迹线图可见流道内水流平稳顺畅，流线与??肘型流道壁面外型线相近，无明显旋涡和其它不良??图４流速分布的均匀度比较图


本文编号：2942675