立式管道泵进水弯管和叶轮的参数化分析与验证

摘要：

管道泵的肘形弯曲进口结构影响了叶轮的入流,导致管道泵内部流动特性复杂,整体性能下降.为了探究管道泵不同设计参数对内部流动的影响,该研究基于三维非定常雷诺时均Navier-Stokes方程,结合剪切应力传输模型对管道泵入流畸变特性展开了数值模拟,并进行了试验验证.同时,选取了进水弯管和叶轮的40个设计参数,使用拉丁超立方设计方法创建了300组设计样本,通过Pearson相关性分析,数值研究了进水弯管和叶轮的设计参数对管道泵效率、扬程及入流不均匀度的影响.结果 表明:数值计算结果与试验结果的吻合良好,模拟方法具有较好的预测精度;进口流道内发现了伴有二次流涡对的流动分离区,且其内部流动分布不对称,在设计流量和小流量工况下,进口流道内部流动分别以反向涡对和回流旋涡为主;管道泵的性能与叶片安放角及叶片数显著相关.研究表明具有40°～50°进口安放角、20°～40°出口安放角及较大进水弯管长度的管道泵具有更好的性能和稳定性,此区间内的样本相较于原始模型效率平均提高了5％.研究结果可为管道泵的设计优化提供参考.

关键词：泵、数值模拟、模型、入流畸变、参数化分析、进水弯管

所属期刊栏目：36

分类号：TH311;O357.1(泵)

资助基金：国家自然科学基金项目;中国博士后科学基金项目2019M661745;江苏省产学研合作项目BY2019059;江苏省研究生科研创新计划项目

在线出版日期：2020-10-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：54-63