螺旋離心泵的雙向流固耦合分析

劉 宜,2，白茂寧，程效銳,2，賈程莉

(1.蘭州理工大學能源與動力工程學院，甘肅 蘭州 7300502；2. 甘肅省流體機械及系統重點實驗室，甘肅 蘭州 730050))

·能源與環境·

螺旋離心泵的雙向流固耦合分析

劉 宜1,2，白茂寧1，程效銳1,2，賈程莉1

(1.蘭州理工大學能源與動力工程學院，甘肅 蘭州 7300502；2. 甘肅省流體機械及系統重點實驗室，甘肅 蘭州 730050))

基于Reynolds時均化N-S方程、標準k-ε兩方程湍流模型，以及結構響應的彈性體結構動力學方程，采用多重坐標系法，對螺旋離心泵清水介質時的內流場和結構動力學進行雙向流固耦合全三維數值計算, 將計算結果與非流固耦合計算流場進行對比，分析流固耦合作用對泵外特性及不同葉輪位置泵內壓力場和速度場的影響。結果表明：采用雙向流固耦合模式的揚程和效率預測值更接近試驗值；在小流量下流固耦合作用對外特性的影響較大，而在大流量下對外特性影響較小；流固耦合作用對壓力場和速度場的影響主要集中在蝸殼擴散段，對蝸殼其他部位和葉片影響較??；在兩種計算模式下蝸殼中截面壓力分布出現明顯差別，并在葉片出口正對隔舌時壓力分布出現突變。

螺旋離心泵； 雙向流固耦合； 數值計算； 流場； 外特性

螺旋離心泵是一種無堵塞泵，其葉輪是半開式的螺旋型結構，利用螺旋推進和離心作用輸送介質[1-3]。其獨特結構在輸送固液兩相流介質時具有高效率、無堵塞、對物料的破壞性小等優點，且功率曲線平坦，一般無過載問題[4-6]?！?br>