带诱导轮离心泵的数值模拟.PDFVIP

第1期(总第32期) 溢体秸幼 控副 No．1(Serial No．32) 2009年1月 nuid Power Transmission and Control Jan．2009 带诱导轮离心泵的数值模拟 刘德民 许洪元 (水沙科学与水利水电工程国家重点实验室清华大学热能工程系 北京 100084) 摘要：该文系统总结了离心泵空化产生的原因，改进的方法。重点分析了诱导轮在改进离心泵空化特性的独特作用， 对诱导轮和离心叶轮结构和性能配合进行了研究。并对同一离心泵叶轮分别加装一级诱导轮、两级诱导轮和三级诱 导轮进行了对比分析。经过对比分析表明诱导轮在改进离心泵空化性能方面效果明显。 关键词：离心泵；诱导轮；空化 中图分类号：TPI37 文献标识码：B 文章编号：1672—8904(2009)01—0043—004 库 下需要在泵前加装诱导轮来满足使用要求，图1为 刖 吾 未加诱导轮的叶轮。诱导轮的特点是：自身具有优 例 近几年来，离心泵向高速化、大型化、特殊化(如 良的进口性能；能够改善主叶轮的进口条件。图2 化工领域中抽送液化气体的低温泵等)的方向发展， 为带诱导轮的叶轮。诱导轮改善空化的两个主要参 离心泵的空化问题的日益严重flJ。泵发生空化时会 数是扬程和出口安放角。 案 引起：泵的特性下降；噪音振动增大；因空化造成的 E 材料破坏大大缩短了泵的使用寿命。由于振动，使 泵不能正常运转，严重时甚至会引起机器的破坏。 A 1 泵空化产生的原因 C 液体在泵过流部件内流动的过程中，当液体内 的压力低于液体的汽化压力时，液体汽化并伴随着 模 液体内溶解的气体的析出形成气泡，这些气泡在高 压区破裂产生破坏即为空化。 根据伯努利方程： 凯 图1无诱导轮叶轮 O 抖一旦 + ：c (1) + + Pg E 式中：P为流体压力， 为流体势能， 为流体速 M 度。 A 由(1)式可以看出发生空化的原因是：①吸人 高度过大，即z值过大；②液体流速过快，即V值大； C ⑧流线方向不正确，流动方向急剧改变以及叶轮进 口处液流速度不均匀。这些因素都可以使流体的压 图2带诱导轮的叶轮 力降低，进而发生空化[Zl。 国内外的实践证明[3]，离心泵加前置诱导轮是 2．1诱导轮扬程 大幅度提高抗空化性能的最有效的方法。 由诱导轮产生的扬程必须满足离心泵叶轮进 口处的能量要求。只要诱导轮出口与离心泵叶轮进 2 诱导轮特点 口参数配合合理，诱导轮产生的扬程(压头)就能使 由于工作环境及泵本身性能的限制，很多情况 离心泵叶轮在无空化的工况下工作[41。