立式管道泵进水弯管和叶轮的参数化分析与验证

• 作者: 司乔瑞 唐亚静 李浩 杨松 甘星城
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 泵 数值模拟 模型 入流畸变 参数化分析 进水弯管
• 年，卷（期）: 2020,（17）
• 所属期刊栏目: 农业装备工程与机械化
• 页码范围: 54-63
• 页数: 10页
• 分类号: TH311|O357.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2020.17.007

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.