帶誘導(dǎo)輪的雙吸泵內(nèi)流場數(shù)值模擬研究.pdf

1、雙吸泵作為離心泵的一種重要形式，具有揚程高、流量大等特點，因此在工程中得到了廣泛地應(yīng)用。由于其耗能較大，使用單位對其效率及使用壽命都有很高的要求。因此，本文研究了雙吸泵內(nèi)部的流動機理以及增裝誘導(dǎo)輪對雙吸泵水力性能的影響，為雙吸式離心泵水力性能的優(yōu)化設(shè)計及實際生產(chǎn)設(shè)計提供參考。
　　本文以帶前置誘導(dǎo)輪的雙吸泵為研究對象，應(yīng)用流體機械的數(shù)值模擬軟件CFX對其內(nèi)流場進行數(shù)值模擬分析。
　　首先對有或無誘導(dǎo)輪的雙吸泵進行了單相流動數(shù)

2、值模擬分析，通過分析在四種不同工況下雙吸泵內(nèi)部流動情況，揭示了誘導(dǎo)輪內(nèi)部的流動機理以及誘導(dǎo)輪對雙吸泵的水力性能的影響。在誘導(dǎo)輪的進口附近有回流產(chǎn)生，產(chǎn)生回流的原因是輪轂的壓力低于輪緣的壓力，這種壓力差的存在進而導(dǎo)致了進口回流渦的產(chǎn)生，回流面積隨流量增大逐漸減小。從輪轂到輪緣，誘導(dǎo)輪的壓力及速度分布是沿著徑向增加的，其最低壓力點位于吸力面的進口外緣位置。通過四種工況下的雙吸泵葉輪壓力分布發(fā)現(xiàn)，帶有誘導(dǎo)輪的雙吸泵葉片低壓區(qū)面積明顯少于不帶誘

3、導(dǎo)輪的雙吸泵，同時數(shù)值模擬顯示帶誘導(dǎo)輪的葉片低壓區(qū)壓力要高于無誘導(dǎo)輪的雙吸泵葉片低壓區(qū)壓力，帶有誘導(dǎo)輪的葉輪葉片進口位置的低壓區(qū)得到了明顯改善，從而避免了空化危險。其次，對有或無誘導(dǎo)輪的雙吸泵進行了氣液兩相流動的數(shù)值模擬分析，揭示了不同NPSH下有或無誘導(dǎo)輪的雙吸泵內(nèi)部空化發(fā)展的過程，以及不同工況下帶誘導(dǎo)輪的雙吸式離心泵葉輪內(nèi)部的空化情況。通過數(shù)值模擬分析對比發(fā)現(xiàn)，帶有誘導(dǎo)輪的雙吸泵的空化性能明顯優(yōu)于不帶誘導(dǎo)輪的雙吸泵，在小流量工況下，

4、雙吸泵的抗汽蝕性能要優(yōu)于設(shè)計流量以及大流量下的抗汽蝕性能。
　　最后，根據(jù)數(shù)值模擬計算結(jié)果，繪制有或無誘導(dǎo)輪的雙吸泵空化性能曲線以及外特性曲線。進一步揭示了有或無誘導(dǎo)輪的雙吸式離心泵內(nèi)部流場的空化發(fā)展進程以及雙吸式離心泵的能量變化規(guī)律。通過空化性能對比分析，說明增裝誘導(dǎo)輪的雙吸式離心泵具有更佳的抗空化性能。對有或無誘導(dǎo)輪的外特性曲線進行對比分析，在小流量工況下，帶誘導(dǎo)輪的雙吸式離心泵揚程及效率要高于無誘導(dǎo)輪的，在大流量工況下則相反