多級軸流泵內(nèi)葉輪時序效應(yīng)數(shù)值研究.pdf

1、目前時序效應(yīng)在水力機(jī)械中的研究受到極大的關(guān)注，其中關(guān)于多級軸流泵內(nèi)轉(zhuǎn)子時序效應(yīng)的研究較少。本文致力于研究多級軸流泵內(nèi)轉(zhuǎn)子時序效應(yīng)對水泵水力性能的影響，將首、次級葉輪相對角?為0°作為基準(zhǔn)，將次級葉輪沿葉輪旋轉(zhuǎn)方向，每9°旋轉(zhuǎn)出一個時序位置，在不同時序位置時用CFD方法對多級軸流泵內(nèi)的流動進(jìn)行三維非定常數(shù)值模擬計(jì)算，對不同時序位置處的泵體葉輪內(nèi)部流動、壓力脈動、葉輪葉片壓力載荷進(jìn)行了分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴不同時序位置處對

2、多級泵外特性影響較為明顯，隨著時序位置的變化多級泵效率和揚(yáng)程都發(fā)生波動，以時序位置揚(yáng)程為15.2米，效率為87％做為基準(zhǔn)，時序位置時其揚(yáng)程為14.5米，變化最大達(dá)到4.6%；效率為86%，變化率最大約為1.2%。⑵不同時序位置處多級軸流泵內(nèi)湍流強(qiáng)度分布變化明顯，在時序位置?=0°和9°時，湍流強(qiáng)度明顯高于別的時序位置處的湍流強(qiáng)度，而在時序位置?=36°湍流強(qiáng)度分布較均勻，且在次級導(dǎo)葉出口處，湍流強(qiáng)度分布明顯較小。在靠近輪轂處多級泵內(nèi)湍流

3、強(qiáng)度明顯較大，而在越靠近輪緣處，湍流強(qiáng)度越小。⑶在不同時序位置出泵體內(nèi)流線分布變化明顯，流道內(nèi)部漩渦隨著時序位置的變化發(fā)生明顯不同，在時序位置和9°時，內(nèi)部漩渦始終存在，不會隨著葉輪的旋轉(zhuǎn)而消失，在時序位置?=27°和36°時，其內(nèi)部流場分布均勻，漩渦消失，且不會隨著時間的推移而出現(xiàn)。另外，從輪轂到輪緣，其內(nèi)部漩渦逐漸消失，這與湍流分布規(guī)律基本一致。⑷不同時序位置處軸向速度和速度矩分布變化，在靠近輪轂處，次級導(dǎo)葉出口處，在時序位置、9°

4、和18°時回流區(qū)始終存在，而在時序位置和36°時，回流區(qū)逐漸減小，且分布面積較小；其速度矩在次級導(dǎo)葉出口處隨著時序位置的變化較大。⑸首級葉輪葉片上壓力載荷隨著時序位置變化不明顯，次級葉輪壓力載荷分布，不同時序位置處載荷分布規(guī)律相同，時序位置時的葉片上載荷分布明顯高于其他時序位置時葉片上載荷分布。首級葉輪出口壓力脈動幅值和相位受壓力脈動影響有微小波動，其中首級葉輪出口壓力脈動幅值最大減小16.31%；次級葉輪出口壓力脈動幅值、平均時域值、