不同葉片出口角下離心泵壓力脈動(dòng)及徑向力分析

張憶寧，曹衛(wèi)東，姚凌鈞，姜 昕

不同葉片出口角下離心泵壓力脈動(dòng)及徑向力分析

張憶寧，曹衛(wèi)東，姚凌鈞，姜 昕

（江蘇大學(xué)國(guó)家水泵及系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，江蘇鎮(zhèn)江212013）

在試驗(yàn)結(jié)果和數(shù)值模擬吻合良好的基礎(chǔ)上，開展葉片出口角對(duì)離心泵壓力脈動(dòng)以及徑向力影響的研究。本文以兩級(jí)礦用潛水離心泵為研究對(duì)象，建立4組不同葉片出口角葉輪模型，通過(guò)數(shù)值模擬獲得離心泵外特性，葉輪、導(dǎo)葉、蝸殼的壓力脈動(dòng)分布及葉輪徑向力特性，并進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明：離心泵內(nèi)壓力脈動(dòng)呈周期性，當(dāng)β2=16°和20°時(shí)葉輪出口壓力脈動(dòng)強(qiáng)度較大。隨著葉片出口角增大，導(dǎo)葉和蝸殼內(nèi)壓力脈動(dòng)均逐漸增強(qiáng)，且導(dǎo)葉內(nèi)壓力脈動(dòng)強(qiáng)度大于蝸殼，不同葉片出口角下，導(dǎo)葉及蝸殼內(nèi)脈動(dòng)主頻均為葉頻。葉片出口角的改變也會(huì)對(duì)葉輪徑向力矢量分布產(chǎn)生一定影響，隨著β2增大，葉輪徑向力逐漸增大，且首級(jí)葉輪軸向力大于次級(jí)葉輪，蝸殼比導(dǎo)葉有更好地改善葉輪軸向力的作用。

離心泵；數(shù)值模擬；葉片出口角；壓力脈動(dòng)；徑向力

1 前言

多級(jí)離心泵因其揚(yáng)程高的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉、電力化工及礦山等領(lǐng)域。在離心泵運(yùn)行過(guò)程中，葉輪與導(dǎo)葉或葉輪蝸殼的干涉作用引起泵內(nèi)部壓力脈動(dòng)，是影響離心泵穩(wěn)定運(yùn)行的主要原因［1～3］。為提高離心泵運(yùn)行效率以及穩(wěn)定性，需系統(tǒng)地研究其內(nèi)部壓力脈動(dòng)規(guī)律。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)離心泵內(nèi)部非定常壓力脈動(dòng)特性展開了相關(guān)研究，主要通過(guò)試驗(yàn)以及數(shù)值模擬來(lái)實(shí)現(xiàn)［4～6］。……