基于流固耦合的离心泵蜗壳结构分析与优化

• 作者: 张德胜 张磊 施卫东 王海宇
• 来源期刊: 排灌机械工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 离心泵 蜗壳 单向流固耦合 等效应力 优化设计
• 年，卷（期）: 2014,（6）
• 所属期刊栏目: 泵理论与技术
• 页码范围: 472-476,499
• 页数: 6页
• 分类号: TH312
• 字数: 4166字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-8530.13.0067

摘要

为了研究蜗壳和超厚离心泵叶片匹配时的应力分布和变形，采用单向流固耦合方法对3种蜗壳结构产生的变形、等效应力和模态进行了数值分析和优化．蜗壳基圆直径与叶轮直径的比值（D3/D2）是蜗壳结构动力特性的主要影响因素，所以选取不同的D3/D2设计方案，进行数值模拟．当D3/D2较小时（方案A），超厚叶片出口的射流-尾迹现象导致蜗壳流道内压力分布不均匀，其诱导的蜗壳变形量较大；随着D3/D2逐渐增大（方案B，C），蜗壳的动力特性参数数值明显减弱，且数值趋于稳定．在设计工况下，方案A变形量最大值为544μm，等效应力最大值为15.7 MPa；方案B和方案C最大变形量分别降低为方案A的2.6％，2.8％，最大等效应力分别降为方案A的14.8％，22.9％．数值计算结果表明，3组对比方案中，方案B和方案C的结构动力特性相近，方案B的各指标最好，其运行可靠性更高．因此推荐具有超厚叶片的离心泵蜗壳D3/D2取1.13（方案B所取值）左右，以获得较优的结构动力特性．

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	施卫东	江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心	318	4636	35.0	47.0
2	张德胜	江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心	122	1997	26.0	38.0
3	张磊	江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心	79	463	12.0	19.0
4	王海宇	江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心	10	236	8.0	10.0