為分析葉輪直徑對(duì)雙蝸殼離心泵壓力脈動(dòng)特性的影響,采用SST k-ω湍流模型和SIMPLEC算法對(duì)不同葉輪直徑下的雙蝸殼離心泵進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,將外特性參數(shù)試驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。研究表明,離心泵外特性參數(shù)（揚(yáng)程H與輸出功率P）隨直徑變化是等梯度的,并且計(jì)算值與試驗(yàn)值基本吻合;小流量工況下壓力脈動(dòng)幅值高于其他流量工況,葉輪直徑變化會(huì)使葉片彎曲度發(fā)生改變,受動(dòng)靜干涉以及射流-尾跡的影響會(huì)出現(xiàn)脈動(dòng)疊加現(xiàn)象,從而在葉片通過(guò)頻率的倍頻處(3f_BPF或4f_BPF)產(chǎn)生高幅值脈動(dòng);隔舌區(qū)域流動(dòng)混合現(xiàn)象最為明顯,且除D^′₂/D₂=1（模型3）以外,隔舌位置處的壓力脈動(dòng)峰值均出現(xiàn)在葉片通過(guò)頻率處。對(duì)于所選取的模型,除過(guò)隔舌區(qū)域監(jiān)測(cè)點(diǎn)之外的其他監(jiān)測(cè)點(diǎn)處壓力脈動(dòng)峰值處的脈動(dòng)幅值隨葉輪直徑增大逐漸增大,且最大幅值波動(dòng)達(dá)到23.8%。葉輪直徑變化時(shí)射流-尾跡與動(dòng)靜干涉作用對(duì)離心泵內(nèi)部壓力脈動(dòng)特性有重要影響。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)農(nóng)村水利水電. 2020年05期 第139-144+149頁(yè) 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

計(jì)算域網(wǎng)格

如圖2,模型泵揚(yáng)程(H)和輸出功率(P)隨葉輪直徑增大而增大,且隨葉輪直徑變化其外特性參數(shù)變化梯度基本相同(H′/H=D′2/D2);其中,揚(yáng)程與輸出功率如式(7)、(8)所示;在流量變化范圍內(nèi),試驗(yàn)值與計(jì)算值基本吻合;各流量工況下,模型1的揚(yáng)程試驗(yàn)值與數(shù)值計(jì)算值之間的誤差分別為3.7%、2.2%、2.5%、12.7%,模型4的揚(yáng)程試驗(yàn)值與數(shù)值計(jì)算值之間的誤差分別為4.5%、2.0%、2.3%、8.8%,滿足工程應(yīng)用要求;大流量工況下相對(duì)誤差較大,計(jì)算值大于試驗(yàn)值;小流量工況下,隨流量減小,相對(duì)誤差逐漸增大,這是由于小流量下泵內(nèi)部流動(dòng)存在回流旋渦等復(fù)雜流動(dòng)[21]。Η= ( p 2 -p 1 ) ρg ?????? ??? (7) ?????????Ρ=ρgQΗ?????? ??? (8)

以定常計(jì)算結(jié)果作為非定常計(jì)算初始值。本文將時(shí)間步長(zhǎng)設(shè)置為Δt=0.000 111 1 s,即葉輪旋轉(zhuǎn)2°為一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng),設(shè)置葉輪旋轉(zhuǎn)5圈,取最后一圈的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析。在D=235 mm的基圓上設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)v1～v11 ,其中,v4～v11每點(diǎn)間隔45°,監(jiān)測(cè)點(diǎn)v1位于隔舌頂圓切線與基圓相交處,v2、v3分別位于v1兩側(cè)與其夾角為10°;監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置如圖3所示。3.1 蝸殼入口壓力脈動(dòng)


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