蜗壳式混流泵空化工况扬程下降机理-江苏大学.PDF

２０１３年１０月 第３１卷　第１０期 　 Ｏｃｔ．２０１３ Ｖｏｌ．３１　 Ｎｏ．１０ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８５３０．２０１３．１０．００５ 蜗壳式混流泵空化工况扬程下降机理 １，２ １ １ １ １ 施伟 ，张大庆 ，潘中永 ，李彦军 ，袁寿其 （１．江苏大学流体机械工程技术研究中心，江苏 镇江２１２０１３；２．南水北调东线江苏水源有限责任公司，江苏 南 京２１００２９） 施伟 摘要：基于Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｐｌｅｓｓｅｔ方程的空化模型和剪切应力输运湍流模型（ＳＳＴ），应用计算流体动 力学技术，对比转数ｎ为４４９的蜗壳式混流泵设计工况下的流场进行空化数值模拟分析．根据 ｓ 模拟结果获取了该泵的空化特性曲线，对开始发生空化、临界空化和空化严重３种工况下叶轮内的 空化现象进行分析，并找到混流泵空化断裂和扬程下降的原因．数值模拟结果和试验结果一致，误 差在５％以内．模拟分析结果表明：流道内的空泡增多到一定程度后会使液体发生边界层分离，产生 旋涡，通过叶轮流道内空泡体积分数和叶片背面流线分布图可以看出，旋涡是导致该混流泵空化断 裂工况下扬程下降的最主要原因，初步揭示了混流泵内空化流场的分布规律． 关键词：蜗壳式混流泵；扬程下降；数值模拟；空化；断裂工况 中图分类号：Ｓ２７７．９；ＴＨ３１１　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７４－８５３０（２０１３）１０－０８５１－０５ 　　　 施伟，张大庆，潘中永，等．蜗壳式混流泵扬程下降机理［Ｊ］．排灌机械工程学报，２０１３，３１（１０）：８５１－８５５． Ｈｅａｄｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｍｉｘｅｄｆｌｏｗ ｐｕｍｐｕｎｄｅｒｃａｖｉｔａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ １，２ １ １ １ １ ＳｈｉＷｅｉ ，ＺｈａｎｇＤａｑｉｎｇ，ＰａｎＺｈｏｎｇｙｏｎｇ，ＬｉＹａｎｊｕｎ，ＹｕａｎＳｈｏｕｑｉ （１．ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＦｌｕｉｄＭａｃｈｉｎｅｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ２１２０１３，Ｃｈｉｎａ；２．Ｊｉａｎｇ ｓｕＷａｔｅｒＳｕｐｐｌｙＣｏ．Ｌｔｄ．，ｆｏｒＥａｓｔＲｏｕｔｅｏｆＳｏｕｔｈ－ｔｏ－ＮｏｒｔｈＷａｔｅｒＤｉｖｅｒｓｉｏｎ，Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ２１００２９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃａｖｉｔａｔｉｎｇｆｌｏｗｉｎａｍｉｘｅｄｆｌｏｗｐｕｍｐｗｉｔｈｖｏｌｕｔｅｃｏｌｌｅｃｔｏｒ（ｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｓｐｅｅｄｎ＝４４９） ｓ ｕｎｄｅｒｄｅｓｉｇｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃａｖｉｔａｔｉｏｎｍｏｄｅｌＲａｙｌｅｉｇｈ－Ｐｌｅｓｓｅｔｅ ｑｕａｔｉｏｎｓａｎｄｔｈｅＳＳＴｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｍｏｄｅｌ．ＴｈｅＮＰＳＨＡ－Ｈｃｕｒｖｅｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｌｙ．Ｔｏｉｎｖｅｓｔｉ ｇａｔｅｔｈｅｉｎｈｅｒｅｎｃｅｏｆｍｉｘｅｄｆｌｏｗｐｕｍｐｃａｖｉｔａｔｉｏｎｂｒｅａｋｄｏｗｎｃｏ