轴流泵后导叶出流环量的计算分析与试验研究.pdf

维普资讯 轴流泵后导叶出流环量的 计算分析与试验研究 仇宝云 袁伟声 摘錾；轴流泵导叶出流环量舍增加泵站出水水力损失 本文提出按已知导叶参数计算出流环量和擐 给定出流环量进行导叶设计两种有 限元数值方法，分析 了各参数对出流环量的影响。在模型装置上用毕 托球攫I得导叶出流流速分布，得到习：量。计算结果与实攫I值基本相符。利用本文的数值方法，可以设计 出无 出流环量的导叶，以减小 出水水力损失，提 高泵裴置教率。 主题词：轴流裹 导叶 有限元 试验研究 按常规方法设计的轴流泵导叶出口安放角 化为压力能，减小水流在出水流道中的能量损 一 般在80。～9O。之阃 。理论分析和试验实测 失。由于有限叶片数的影响，导叶出流方 向并 表明 “，由于水流惯性和有限叶片数的影响， 不沿导叶片出口的切线方向。导叶在半径为R 导叶出流存在偏角，出流存 在 较大 的剩余环 处的出流环量计算公式为t 量。对于中小型轴流泵站，此环量会引起出水 ，。=2 g吼 (1) 流道的附加水头损失 ，对于大型轴流泵站，出 式中 ——导叶计算圆 柱 面上 轴向平均流 水流道常因结构需要而设置 中间隔墙，此环量 速。在设计工况附近，出 口稍外的断面上 均 不仅在隔墙起始处形成挑流，还造成同一流道 匀分布，只要测得流量， 即可求得， 左、右两孔流量不等，形成偏流。偏流使泵装 置效率下降 7％左右。此外，出水流道具有旋 口-——导叶出流偏角，即导叶出流方向与 转运动的出流或砥孔出流流速不等，还会 弓起【 轴面之夹角。 出水池内的流态紊乱，增加出水池 内的水力损 欲计算出流环量，．，只需求出％ 失。导叶出流环量值愈大，由此而 引起的出水 水力损失就愈大 “。。因此，消 除 导 叶出流环 1．1基本假定 量，有利于提高泵装置效率。 (I)导叶体内各圆柱层呵的流动无关I 本文 目标是：提出根据已知导叶参数计算 (2)流体为理想流体 l 出流环量和据给定出流环量进行导叶设计这样 (3)圆柱面上的流动为有势流I 两种有限元数值方法，在模型装置上测定导叶 (4)导叶片为无限薄。 出流环量并对计算结果加以验证．为无出流环 量导叶的设计提供一种方法． 1．2物理数学模型与求解方法 将导叶沿若干圆柱面展开成无限平面耷列 1计算求解方法 ’轴斑裂导斗一藏蕃指詹导叶，哉 以下略击 ·詹，字． 导叶主要 作用是将叶轮出流的旋转动能转 一 犏者 一 瓤 ， 维普资讯 叶栅，取其 }『1三片nl研究。如图1所示，对 求解区域出口流速已定，通过改变导叶参数来 区域 ahghbdea用拉普拉 斯方程求解，其 中 满足条件 (1)，其它同上。 fe、cd为缝j叶片后缘 的流线。实 侧 和 计算表 在求解 或导叶参数的同时，还可求出导 明，叶栅 目}流经 H (H =T，T 为叶册 栅