混流泵汽蝕性能改進(jìn)及試驗(yàn)研究

2013-10-29 陳濤浙江大學(xué)化工機(jī)械研究所

　　為滿足大功率高速混流泵汽蝕性能要求，在保證水力性能的基礎(chǔ)上，對該混流泵葉片進(jìn)行了抗汽蝕的改進(jìn)設(shè)計(jì)使用CFD數(shù)值方法分別對原設(shè)計(jì)模型和改進(jìn)模型進(jìn)行了水力性能和汽蝕性能的預(yù)測。

　　結(jié)合內(nèi)流分析和外特性的計(jì)算結(jié)果，對改進(jìn)前后的高比轉(zhuǎn)數(shù)混流泵的汽蝕性能進(jìn)行了對比分析，最后結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果對汽蝕性能的改進(jìn)效果進(jìn)行評價，并探索和總結(jié)了改進(jìn)高比轉(zhuǎn)數(shù)混流泵葉片壓力分布的方法和思路。

　　大型水力機(jī)械的汽蝕性能優(yōu)化的研究一直以來都是流體機(jī)械領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。高比轉(zhuǎn)數(shù)混流泵以其通流能力強(qiáng)。啟動功率低等優(yōu)勢多被應(yīng)用于大型瞬態(tài)動力設(shè)備中。對于大流量混流泵的設(shè)計(jì)以及水力性能優(yōu)化，國內(nèi)外學(xué)者做了大量研究. 王樂勤等對開敞式混流泵進(jìn)行了試驗(yàn)研究，從瞬態(tài)啟動特性的角度對開敞式混流泵系統(tǒng)的性能進(jìn)行了分析和討論; 吳大轉(zhuǎn)等采用數(shù)值模擬和試驗(yàn)相結(jié)合的方法，進(jìn)一步研究了離心泵的快速啟動特性，A ltoineDazin 四對一臺離心泵做了相對細(xì)致的性能試驗(yàn)，闡述了汽蝕狀態(tài)下離心泵的水力特性。而對于更高比轉(zhuǎn)數(shù)泵的研究多見于軸流式泵的水力性能以及裝置相關(guān)問題研究等。

　　本文中，作者采用減小葉片入口安放角同時配合進(jìn)口邊前伸的方式改善葉片入口流動結(jié)構(gòu)，對高比轉(zhuǎn)數(shù)混流泵的葉片進(jìn)行了抗汽蝕改進(jìn)設(shè)計(jì)，并使用C F D 數(shù)值方法分別對原設(shè)計(jì)模型和改進(jìn)模型進(jìn)行了水力性能和汽蝕性能的預(yù)測。真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.lalazzu.cn/)結(jié)合內(nèi)流分析和外特性的計(jì)算結(jié)果，對改進(jìn)前后的高比轉(zhuǎn)數(shù)混流泵的汽蝕性能進(jìn)行了對比分析，對汽蝕性能的改進(jìn)效果進(jìn)行評價，并探索和總結(jié)改進(jìn)高比轉(zhuǎn)數(shù)混流泵葉片壓力分布的方法和思路，該研究可為水力機(jī)械抗汽蝕葉片的設(shè)計(jì)提供參考和依據(jù)。

1、設(shè)計(jì)模型和計(jì)算方法

　　1.1、物理模型

　　圖1 為臥式高比轉(zhuǎn)數(shù)混流泵裝置結(jié)構(gòu)圖，該混流泵采用導(dǎo)葉式混流泵結(jié)構(gòu)，出水流道采用軸流式90彎管形式，主要過流部件包括葉輪!導(dǎo)葉! 泵殼體等。該混流泵運(yùn)行參數(shù)及過流部件尺寸參數(shù)如表1 所示。

高比轉(zhuǎn)數(shù)臥式混流泵結(jié)構(gòu)示意圖