帶分流葉片的低比轉(zhuǎn)速離心泵的特性研究

邱 鋮，方祥軍

1 前言

低比轉(zhuǎn)速離心泵一般是指比轉(zhuǎn)速ns=30～80的離心泵，其流量小、揚(yáng)程高，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)排灌、城市供水、礦山礦井、石油化工和航天工業(yè)等領(lǐng)域[1]。由于低比轉(zhuǎn)速離心泵葉輪直徑相對(duì)較大，出口寬度窄，流道長(zhǎng)而窄，致使圓盤摩擦損失和流道內(nèi)水力損失較大，從而導(dǎo)致效率較低。為了提高低比轉(zhuǎn)速離心泵的效率，一種常用的方法是采用分流葉片設(shè)計(jì)。近年來，CFD數(shù)值計(jì)算求解離心泵內(nèi)流場(chǎng)已成為水力設(shè)計(jì)和計(jì)算的有力工具，在分析離心泵內(nèi)部復(fù)雜的三維湍流流動(dòng)，了解流動(dòng)規(guī)律，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，縮短設(shè)計(jì)過程中起到了很大作用。

國(guó)內(nèi)外對(duì)低比轉(zhuǎn)速離心泵的內(nèi)流分析和采用分流葉片提高泵性能的研究較多。文獻(xiàn)[2～6]討論了葉片數(shù)、分流葉片不同徑向位置及周向位置等對(duì)離心泵內(nèi)流場(chǎng)及整機(jī)性能的影響，研究了分流葉片對(duì)流動(dòng)影響的機(jī)理。何有世等對(duì)分流葉片離心泵葉輪內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行了三維湍流數(shù)值模擬[7]，并與PIV流場(chǎng)測(cè)試相互驗(yàn)證，揭示了分流葉片在離心泵內(nèi)流場(chǎng)中改善“射流-尾流”結(jié)構(gòu)的作用。Ye L等對(duì)離心泵進(jìn)行了數(shù)值模擬和性能測(cè)試，研究了分流葉片對(duì)泵性能和全流場(chǎng)的非定常特性的影響[8]。張?jiān)评俚妊芯苛硕倘~片進(jìn)口直徑不同的分流葉片對(duì)離心泵空化性能的影響規(guī)律[9]。

上述離心水泵研究工作大多以蝸殼擴(kuò)壓器為主，目前對(duì)采用葉片擴(kuò)壓器的離心泵研究的文獻(xiàn)較少，研究分流葉片對(duì)葉片擴(kuò)壓器影響的文獻(xiàn)更少。……