叶片角度对输水泵站泵装置水力性能影响分析

发布时间：2024-03-03 07:14

　　为研究输水泵站泵装置水力性能受叶片角度变化的影响,采用CFD方法模拟全流道泵装置水力性能,分析设计流量工况下叶片角度变化对进水流道、出水流道流动及叶轮内部流动特性和水力性能的影响.结果表明:在设计流量工况下,叶片角度偏离设计工况角度,叶轮进口近轮毂区存在回流、脱流;叶片角度偏离设计工况角度越大,进水流道、出水流道内水流流态越差,水力损失越大.当叶片角度调节为-8°工况时,与叶片角度-0°工况比较,进水流道和出水流道水力损失相对值最大,分别为1. 28和2. 89,即叶片同等偏离角度下,出水流道水力损失增大幅度较进水流道更加明显.对比数值模拟结果与模型试验结果得出,在设计流量工况,叶片角度为0°时,扬程相对误差为1. 2%,效率相对误差为2. 1%,两者吻合较好.

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【部分图文】：

图1泵站单机组计算模型

泵站单机设计流量为8m3/s，设计扬程为5.5m，以研究泵站单台机组为计算模型，包括进水延伸段、肘形进水流道、叶轮、导叶、直管式出水流道、出水延伸段．根据泵站原型尺寸建立三维数值模型，如图1所示．水泵叶轮直径D=1500mm，叶片数为4，导叶片数为7，转速为250r/m....

图2计算网格示意及网格敏感性分析

文中研究的计算模型组成部件较多，较为复杂．整体划分网格难以控制质量，并且叶轮和导叶的结构相对复杂，其内部水流流动变化急剧，需要相对精细的网格捕捉流动特性，因此采用分块网格剖分策略．应用Turbogrid软件对叶轮、导叶用结构网格进行剖分，肘形进水流道、直管式出水流道及进、出水延伸....

图3不同叶片角度下泵装置的能量性能

当流量为8m3/s，叶片角度为-6°时，扬程为4.36m，效率为75.4%;叶片角度为-8°时，扬程为3.49m，效率为69.3%．在流量为8m3/s，叶片角度从+2°变为-2°，效率下降了4.2%;叶片角度从-2°变为-6°，效率下降了5.6%;叶片角度从-6°变为-8....

图4不同叶片角度下进水流道的流态

图4为叶片角度α为-8°，-6°，-2°，0°，+2°，流量为8m3/s时，肘形进水流道速度v分布情况．由计算可知，各个角度下，肘形进水流道内水流沿着流道几何轮廓转向平滑，无回流区，流道内流速变化均匀，进水流态较好．表1为5个叶片角度下，肘形进水流道的出口断面轴向速度分布均匀度....

本文编号：3917429