高比转速离心泵叶片前缘形状对内流动影响研究

摘要

为了研究不同形状的叶片前缘对离心泵内部流场的影响,以比转速n s=180.44的单级单吸离心泵为研究对象,建立了前缘轴比分别为2、3、4的模型,通过CFD中ANSYS CFX计算,得到了泵内部流场的特性以及非定常的性能。结果表明:设计工况下存在一个为3的最优轴比,使泵的效率最大。小流量工况时,Case 3模型流道内流动情况较好,在设计工况时,Case 2模型流线分布和叶轮整体压力分布逐渐优化。适当增大叶片前缘轴比利于改变流体在叶轮进口的流动轨迹,减小压力脉动。随着叶片前缘轴比的增大,0.6 Q d工况下叶轮径向力逐渐减小,而0.8 Q d工况与设计工况的叶轮径向力变化恰好相反,前者先减小后增大,后者先增大后减小,大流量工况下叶轮径向力受前缘轴比变化的影响较小。研究所得成果为离心泵设计、运行管理提供参考。