基于轮毂比的潜水轴流泵优化设计研究

摘要

针对潜水轴流泵进行水力性能优化设计,在满足设计要求的基础上,实现其叶轮水力效率的提高。以比转速ns=1000的轴流泵为研究对象,借助STAR CCM+商用仿真平台,以N-S方程为基本控制方程,湍流模型为标准k-ε双方程,分别对5种轮毂比的潜水轴流泵模型在3个流量工况下进行数值模拟计算,确定该轴流泵的最佳轮毂比,并对优化前后模型进行水力性能对比分析。结果表明:由原始轮毂比0.40缩小至最优轮毂比0.38后,流道过流面积增大,轴流泵叶轮的水力性能得到明显提升,满足设计工况要求,叶轮扬程从4.18 m提高到4.27 m,水力效率从90.44%提高到91.46%,同时高效区明显扩大。从内部流动特性分析得出,优化后叶轮内部流线分布均匀,无脱流、旋涡等不良流态现象,流体损失较小。