不同輪緣間隙下混流泵旋轉失速特性

23

(1.江蘇大學流體機械工程技術研究中心，江蘇鎮江，212013；2.南通大學機械工程學院，江蘇南通，226000；3.江蘇大學鎮江流體工程裝備技術研究院，江蘇鎮江，212009)

混流泵是一種性能介于離心泵和軸流泵之間的泵型，具有流量大、效率高、抗汽蝕性能強、易于啟動等優點，廣泛應用于市政工程、農業灌溉、污水處理、噴水推進、航天航空等領域，在國民經濟建設和國防工程中發揮著重要作用[1-3]。混流泵葉輪輪緣與轉輪室之間存在著間隙，由于葉片輪緣與端壁的相對運動以及壓力面和吸力面的壓差作用，在葉頂間隙區將會產生輪緣泄漏流，泄漏流與吸力面主流混摻會形成輪緣泄漏渦，從而影響泵的穩定性[4-7]。泄漏流干擾主流運動，特別是小流量工況下，泄漏渦更加強烈，并與流動失穩時出現的旋轉失速現象存在密切關系[8-10]。鑒于輪緣泄漏流的復雜性，試驗方法較難捕捉輪緣泄漏渦的結構形態及發展過程，因此，數值模擬已成為研究輪緣泄漏流的主要方式。常書平等[11]采用數值方法開展了輪緣間隙等參數對導葉式混流泵水力性能影響的研究，認為輪緣間隙流產生的泄漏損失是水力損失的重要來源。HAO等[12-13]等研究發現，輪緣間隙對混流泵的外特性有重要的影響，不同的輪緣間隙下，混流泵的揚程在整個流量范圍內都會產生變化，且間隙越大，揚程越小。施衛東等[14-17]通過數值模擬和實驗相結合的方法對不同間隙下軸流泵的外特性和內部流場進行了研究，分析了泄漏渦的演化過程，揭示了不同的輪緣間隙對軸流泵水力性能和泄漏渦空化特性的影響機理。……