柱形轮毂型式循环水泵的水力及结构特性

发布时间：2021-02-26 02:08

　　为了研究柱形轮毂型式循环水泵的水力及结构性能,采用CFD软件对循环水泵装置进行数值模拟和结构计算,将其与传统球形轮毂轴流泵的水力性能进行对比分析,并通过模型试验验证数据的可靠性.结果表明:轮毂型式的改变主要对叶轮的水力性能产生影响,对导叶和进出水流道的影响很小.在设计工况下,柱形循环水泵装置的扬程3.35 m,效率86.29%,最高效率86. 69%;而球形轮毂轴流泵装置的扬程3.19 m,效率85.63%,最高效率85.74%.2种型式的泵装置扬程相差约0.16 m,效率相差约0.66%,性能差距较明显.柱形循环水泵的扬程在全工况下均大于球型轴流泵;循环水泵的效率曲线在设计流量和大流量下均显著高于轴流泵,在小流量下二者的效率曲线差别很小.循环水泵叶轮的最大应力出现在叶轮进口轮毂与叶轮连接区域,最大位移出现在叶片进口靠近轮缘的位置;随着流量的增大,叶片的最大应力和最大位移均逐渐减小.研究结果可以为轴流泵的叶轮设计和发展提供参考依据. 

【文章来源】：排灌机械工程学报. 2020,38(06)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

叶轮三维模型图

文中的计算模型由叶轮、导叶以及进、出水管道4部分构成．叶轮室、导叶网格数分别约50万，80万;进、出水管道通过UG建模，使用ICEM划分为结构化网格，网格数约40万．图2为模型各部位网格图，各部件网格划分完成后在CFX中装配成计算模型，如图3所示．图3 泵装置计算模型三维图

图2 计算区域网格划分循环水泵网格的数量对于计算结果的准确性有决定性影响，因此需进行网格无关性分析，分别对总网格数N=100万，130万，160万，190万，220万，250万的泵装置在设计工况下进行计算，如图4所示．当叶轮总网格数为190万时，网格数的增加对效率影响很小，因此，为了减小计算工作量及网格数量对数据可靠性的影响，最终选取泵装置N=220万．

【参考文献】：
期刊论文
[1]轮毂比对灯泡贯流式水轮机性能影响研究[J]. 郑源,李丽,陈会向,李东阔,李城易.  水利学报. 2018(10)
[2]轴流泵装置中侧壁漩涡特性及消涡研究[J]. 宋希杰,刘超,罗灿,雷镇.  流体机械. 2018(06)
[3]轮毂比对轴流式叶轮水力性能的影响[J]. 石丽建,汤方平,谢荣盛,谢传流.  排灌机械工程学报. 2016(12)



本文编号：3051911