带间隙和不带间隙低比转速离心泵空化的数值模拟
发布时间：2021-04-05 03:32
为研究低比转速多级泵间隙对泵空化性能的影响,应用CFX数值模拟软件,对比分析有无口环间隙模型泵在不同空化系数下的空化性能。通过设计6种间隙组合模型,分析了不同位置的间隙及其尺寸对多级泵空化性能的影响。结果表明,在降低空化系数的前提下,当空化处于早期和发展阶段时,叶轮口环间隙有利于叶轮的空化性能;当空化恶化时,叶轮口环间隙降低泵空化性能。叶轮口环间隙越大,泵空化性能越好。研究成果为进一步深入研究其他工况下空化发展情况,分析由空化引起的压力脉动、振动与噪声问题奠定了基础。
【文章来源】：中国农村水利水电. 2020,(08)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
多级泵两级水体装配
根据学者们已有的试验研究和数值模拟结果表明,离心泵的空化现象主要发生在叶轮的进口处[12]。这是由于在叶轮进口处,叶轮旋转所产生的剪切力和叶轮进口处液体流动的离心力使流体流速增大,压力随之减小,更容易发生气蚀[13-15]。本文选取多级离心泵首级叶轮为研究对象,图2是在不同空化系数下低比转速多级泵首级叶轮进口压力分布云图。从图2可以看出,低比速多级泵首级叶轮进口压力随着空化系数的减小不断发生变化。当σ= 0.51,σ= 0.32时,比较叶轮入口压力的最小值,该模型无间隙时的压力最小值小于有间隙的模型。随着空化系数的减小,叶轮进口处有无间隙的最小压差不断减小。当σ=0.214时,有无间隙叶轮的最小进口压力最为接近。当σ=0.14时,空化已然恶化,对比叶轮处最小进口压力,有间隙模型明显低于无间隙模型。因此,本文推测在空化系数σ从0.51降低至0.14的过程中,存在一个过渡空化系数σa接近于0.214。当空化系数高于此值时,不带间隙模型进口处的压力较低,空化性能较差。低于该值时,带间隙模型进口压力较低,空化性能较差。2.2 空泡分布对比
为了进一步探讨间隙位置和间隙尺寸对低比转速多级泵头叶轮空化性能的影响,本文保持导叶口环间隙、叶轮与导叶之间的轴向间隙不发生改变,并根据其位置扩大叶轮口环间隙、叶轮和导叶之间的运转间隙[17,18]。如表4所示。表中所列6组的模型间隙组合分为A、B、C三组,这三组的模型叶轮口环间隙尺寸依次增大。每组中又分为1、 2号对照模型,模型代号1为同时存在叶轮与导叶间运转间隙和叶轮口环间隙;设置模型代号2为只存在叶轮与导叶间的运转间隙。表4 不同间隙组合的参数 Tab.4 Parameters of different clearances combinationsmm 组合编号 叶轮口环间隙 叶轮与导叶运转间隙 A1 0.35 0.55 A2 0 0.53 B1 0.7 2.0 B2 0 2 C1 1 4 C2 0 4
【参考文献】：
期刊论文
[1]半开式复合叶轮离心泵不同叶顶间隙的水力特性分析[J]. 晁文雄,王均儒,何彬,王淑红,李鹏飞. 液压与气动. 2018(11)
[2]离心泵回流漩涡空化的非定常特性研究[J]. 袁建平,侯敬生,付燕霞,胡纪伟,张皓阳,沈陈栋. 振动与冲击. 2018(16)
[3]叶轮几何参数对离心泵断裂空化性能的影响[J]. 康俊鋆,朱荣生,王秀礼,刘永,钟伟源,张本营,戚龙喜. 排灌机械工程学报. 2018(02)
[4]离心泵空化流场叶轮力特性研究[J]. 何敏,王成昌,李小强. 通用机械. 2017(08)
[5]部分负荷工况下水泵水轮机的空化特性[J]. 李琪飞,刘超,王源凯. 排灌机械工程学报. 2017(08)
[6]离心泵内空泡演化与其对振动的影响[J]. 叶阳辉,朱相源,孙光普,李国君. 农业机械学报. 2017(06)
[7]口环间隙对诱导轮离心泵空化流动和性能的影响[J]. 肖丽倩,黎义斌,刘宜,毕祯,赵伟国. 排灌机械工程学报. 2016(08)
[8]叶片数及分流叶片对离心泵流场和空化性能的影响[J]. 胡全友,刘小兵,赵琴,安满意,黄长久. 中国农村水利水电. 2016(04)
[9]空化对离心泵低频水力振动影响的数值研究[J]. 陈喜阳,郭庆,孙建平,张克危. 华中科技大学学报(自然科学版). 2014(06)
[10]Experimental investigation and numerical analysis of unsteady attached sheetcavitating flows in a centrifugal pump[J]. 刘厚林,刘东喜,王勇,吴贤芳,王健,杜辉. Journal of Hydrodynamics. 2013(03)
硕士论文
[1]间隙对低比转速多级离心泵空化性能影响研究[D]. 蒋新禹.江苏大学 2019
[2]叶片穿孔对离心泵空化性能的影响研究[D]. 潘绪伟.兰州理工大学 2018
[3]低比转速多级泵间隙流动研究与优化设计[D]. 季明.江苏大学 2018
[4]开缝叶片对低比转速离心泵性能影响的研究[D]. 谢山峰.江苏大学 2016
本文编号：3119053
【文章来源】：中国农村水利水电. 2020,(08)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
多级泵两级水体装配
根据学者们已有的试验研究和数值模拟结果表明,离心泵的空化现象主要发生在叶轮的进口处[12]。这是由于在叶轮进口处,叶轮旋转所产生的剪切力和叶轮进口处液体流动的离心力使流体流速增大,压力随之减小,更容易发生气蚀[13-15]。本文选取多级离心泵首级叶轮为研究对象,图2是在不同空化系数下低比转速多级泵首级叶轮进口压力分布云图。从图2可以看出,低比速多级泵首级叶轮进口压力随着空化系数的减小不断发生变化。当σ= 0.51,σ= 0.32时,比较叶轮入口压力的最小值,该模型无间隙时的压力最小值小于有间隙的模型。随着空化系数的减小,叶轮进口处有无间隙的最小压差不断减小。当σ=0.214时,有无间隙叶轮的最小进口压力最为接近。当σ=0.14时,空化已然恶化,对比叶轮处最小进口压力,有间隙模型明显低于无间隙模型。因此,本文推测在空化系数σ从0.51降低至0.14的过程中,存在一个过渡空化系数σa接近于0.214。当空化系数高于此值时,不带间隙模型进口处的压力较低,空化性能较差。低于该值时,带间隙模型进口压力较低,空化性能较差。2.2 空泡分布对比
为了进一步探讨间隙位置和间隙尺寸对低比转速多级泵头叶轮空化性能的影响,本文保持导叶口环间隙、叶轮与导叶之间的轴向间隙不发生改变,并根据其位置扩大叶轮口环间隙、叶轮和导叶之间的运转间隙[17,18]。如表4所示。表中所列6组的模型间隙组合分为A、B、C三组,这三组的模型叶轮口环间隙尺寸依次增大。每组中又分为1、 2号对照模型,模型代号1为同时存在叶轮与导叶间运转间隙和叶轮口环间隙;设置模型代号2为只存在叶轮与导叶间的运转间隙。表4 不同间隙组合的参数 Tab.4 Parameters of different clearances combinationsmm 组合编号 叶轮口环间隙 叶轮与导叶运转间隙 A1 0.35 0.55 A2 0 0.53 B1 0.7 2.0 B2 0 2 C1 1 4 C2 0 4
【参考文献】：
期刊论文
[1]半开式复合叶轮离心泵不同叶顶间隙的水力特性分析[J]. 晁文雄,王均儒,何彬,王淑红,李鹏飞. 液压与气动. 2018(11)
[2]离心泵回流漩涡空化的非定常特性研究[J]. 袁建平,侯敬生,付燕霞,胡纪伟,张皓阳,沈陈栋. 振动与冲击. 2018(16)
[3]叶轮几何参数对离心泵断裂空化性能的影响[J]. 康俊鋆,朱荣生,王秀礼,刘永,钟伟源,张本营,戚龙喜. 排灌机械工程学报. 2018(02)
[4]离心泵空化流场叶轮力特性研究[J]. 何敏,王成昌,李小强. 通用机械. 2017(08)
[5]部分负荷工况下水泵水轮机的空化特性[J]. 李琪飞,刘超,王源凯. 排灌机械工程学报. 2017(08)
[6]离心泵内空泡演化与其对振动的影响[J]. 叶阳辉,朱相源,孙光普,李国君. 农业机械学报. 2017(06)
[7]口环间隙对诱导轮离心泵空化流动和性能的影响[J]. 肖丽倩,黎义斌,刘宜,毕祯,赵伟国. 排灌机械工程学报. 2016(08)
[8]叶片数及分流叶片对离心泵流场和空化性能的影响[J]. 胡全友,刘小兵,赵琴,安满意,黄长久. 中国农村水利水电. 2016(04)
[9]空化对离心泵低频水力振动影响的数值研究[J]. 陈喜阳,郭庆,孙建平,张克危. 华中科技大学学报(自然科学版). 2014(06)
[10]Experimental investigation and numerical analysis of unsteady attached sheetcavitating flows in a centrifugal pump[J]. 刘厚林,刘东喜,王勇,吴贤芳,王健,杜辉. Journal of Hydrodynamics. 2013(03)
硕士论文
[1]间隙对低比转速多级离心泵空化性能影响研究[D]. 蒋新禹.江苏大学 2019
[2]叶片穿孔对离心泵空化性能的影响研究[D]. 潘绪伟.兰州理工大学 2018
[3]低比转速多级泵间隙流动研究与优化设计[D]. 季明.江苏大学 2018
[4]开缝叶片对低比转速离心泵性能影响的研究[D]. 谢山峰.江苏大学 2016
本文编号：3119053
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