叶顶间隙结构对轴流铅铋泵叶轮磨损特性的影响

摘要：

铅冷快堆反应回路中的高温液态铅铋金属会对轴流铅铋泵叶轮叶片头部产生冲刷磨损效应,造成叶片表面保护层破裂从而加快材料腐蚀速率.为了降低高温液态金属对叶片表面的冲刷磨损效应,设计平面、倒直角和倒圆角的三种叶顶间隙结构,并通过缩比换算方法验证仿真结果的可靠性,继而采用ANSYS CFX流体动力学软件分析了不同叶顶间隙结构下的流速、剪切力、流态随冲刷磨损特性变化规律,并利用壁面熵产率方法分析了高温液态铅铋金属在材料表面的能量损耗.结果表明:标准工况下倒直角模型的扬程和效率较平面分别降低了1.02%和0.64%,倒圆角模型扬程降低了0.51%,而效率提升了0.51%.叶轮内冲刷磨损效应主要发生在叶片轮缘进口边附近,倒直角和倒圆角设计可以通过降低叶顶间隙的流速和改善流态的途径减小叶片表面机械能损耗,从而降低该位置的冲刷磨损效应.因此倒圆角设计和倒直角设计能够改善高温液态铅铋金属对叶片头部冲刷磨损的影响.

关键词：轴流铅铋泵、叶顶间隙、冲刷磨损、数值模拟

所属期刊栏目：46

分类号：TL425(各种核反应堆、核电厂)

在线出版日期：2023-11-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：54-62