钟型进水流道轴流泵装置数值优化与试验分析

• 作者: 刘海宇 吴晨辉 朱泉荣 杨帆 汤方平 谢传流
• 来源期刊: 农业机械学报
• 学科: 工学
• 关键词: 钟型进水流道 轴流泵装置 数值优化 模型试验
• 年，卷（期）: 2018,（5）
• 所属期刊栏目: 农业装备与机械化工程
• 页码范围: 195-203
• 页数: 9页
• 分类号: TH312
• 字数: 6299字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.05.022

摘要

基于RNGκ-ε紊流模型和雷诺时均N-S方程,运用流体计算CFD软件对钟型进水流道的轴流泵装置进行三维流动数值模拟以及水力性能的优化设计.通过先局部后整体的方法先单独对钟型进水流道进行优化,然后在整体泵装置内对弯管式出水流道进行优化,对进、出水流道进行三维参数化建模,进水流道以出口断面速度均匀度和水力损失为目标函数,出水流道以泵装置效率为目标函数,针对设计流量工况点,分别对进水流道和出水流道各控制参数方案进行数值模拟计算,分析不同控制尺寸对进、出水流道水力性能的影响.最后通过模型试验对优化方案数值计算结果进行可靠性验证.数值模拟和模型试验结果表明,优化后钟型进水流道的水力损失由0.348 m降低到0.148 m,钟型进水流道出口流速均匀度由54.59％提高到93.35％;弯管式出水流道的水力损失由0.464m降低到0.415 m,通过优化流态得到了改善.模型泵装置试验在叶片安放角0°时,设计工况下泵装置效率达到74％,泵装置最高效率为76.47％,高效区运行范围较宽;进出水流道无漩涡产生,流态均匀,数值模拟和模型试验外特性曲线误差在5％以内,进水流道水力损失曲线趋势相同.运用数值模拟优化计算钟型进水流道的轴流泵装置,缩短了试验周期,节约了成本,可为同类泵站的设计和安全运行提供参考.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	杨帆	扬州大学水利与能源动力工程学院	88	586	13.0	18.0
2	汤方平	扬州大学水利与能源动力工程学院	140	1826	26.0	34.0
3	谢传流	扬州大学水利与能源动力工程学院	19	111	7.0	9.0
4	刘海宇	扬州大学水利与能源动力工程学院	2	7	1.0	2.0
5	吴晨辉	扬州大学水利与能源动力工程学院	2	7	1.0	2.0
6	朱泉荣		2	8	2.0	2.0