叶片不同切割形状对离心泵各项性能的影响

作者：颜林,宋文武. 日期：2024-11-21/span> 浏览：271 查看PDF文档

摘要:离心泵叶片直接影响离心泵的效率与使用寿命,因此,对叶片形状进行研究具有重要意义。对离心泵叶片出口边进行单一切割以改变离心泵性能，在此基础上,对叶片前缘、尾缘进行了双向切割,研究了不同切割形状对离心泵各项性能的影响。首先,以一台ns=73的离心泵作为研究对象,使用UG软件进行了离心泵三维建模与叶片切割（切割出了24种叶片模型）;然后,使用ICEM软件划分了网格,选用标准kε湍流模型作为计算模型,在离心泵叶片与蜗壳隔舌处设置了监测点;最后,采用ANSYS CFX软件,对无切割和切割后的模型进行了离心泵数值模拟计算,得到了离心泵在0.6Qd~1.4Qd工况下的外特性曲线;在外特性良好的前提下,研究了其内部流动结构、压力脉动特性，以及湍动能分布。研究结果表明:在1.0Qd设计工况下,切割后的模型较无切割模型的效率均提升了4%左右,对称切割的模型中前缘为椭圆、尾缘为钝形的模型7的效率提升最高,提升了4.8%,非对称切割前缘为圆形、尾缘为背面半切割的模型14效率提升了5.4%;无切割模型内部流线紊乱且内部相对速度高的区域较多,非对称切割的模型14叶轮内部流线分布均匀且相对速度值和分布区域减小;相对于无切割模型,切割后的模型内部压力升高,对称切割的模型7压力脉动减小了10%,而非对称切割的模型14压力脉动强度增加了近30%;切割后的模型湍动能分布明显改善,尾缘处湍动能值减小,对称切割的模型7湍动能随时间变化而变化不大,表现更稳定。综合不同切割模型的外特性及稳定性表现可知,将前缘切割为椭圆、尾缘切割为钝形,能有效提升离心泵的性能。

关键词:离心泵叶片形状;叶片前缘、尾缘双向切割;外特性分析;内部流动结构;压力脉动规律;湍动能分布;计算流体力学数值模拟计算

中图分类号:TH311文献标识码:A文章编号:1001-4551(2024)11-2106-13


本文引用格式:

颜林,宋文武.叶片不同切割形状对离心泵各项性能的影响［J］.机电工程,2024,41(11):2106-2118.

YAN Lin, SONG Wenwu. Influence of different blade cutting shapes on performance of centrifugal pump［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2024,41(11):2106-2118.