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长短叶片半开式离心叶轮内部流动的数值模拟 第4l卷第5期 2007年5月 浙江大学(工学版)JournalofZhejiangUniversity(EngineeringScience)Vo1.4lNO.5 May2007 长短叶片半开式离心叶轮内部流动的数值模拟 崔宝玲,朱祖超,林勇刚,陈鹰 (1.浙江大学流体传动及控制国家重点实验室,浙江杭州310027; 2.浙江理工大学浙江省现代纺织装备技术重点实验室,浙江杭州310018) 摘要:为了分析分流叶片对于半开式离心叶轮内部流动的影响,对轴向间隙为1.1mm的4长叶片和4长4短 叶片的两种半开式低比转速高速离心叶轮进行了研究.采用A湍流模型和雷诺时均N—s方程,对叶轮内部的流 动进行了三维紊流数值计算和分析;并对离心泵进行了试验研究.数值计算结果表明,分流短叶片可以改善叶轮内 部的流动;两个叶轮内部的静压力都由叶片进口到出口逐渐升高,等静压曲线几乎是沿圆周方向的;具有分流叶片 的叶轮出口的压力系数较高.实验结果表明,具有分流叶片的叶轮离心泵的扬程和效率较高,说明分流叶片可以提 高离心泵的性能. 关键词:半开式叶轮;高速叶轮;低比转速;数值模拟 中图分类号:TH311文献标识码:A文章编号:1008—973X(2007)05—0809—05 Numericalsimulationofflowinsemi—opencentrifugal impellerwithlong—shortblade CUIBao—ling,ZHUZu—chao,LINYong—gang,CHENYing (1.StateKeyLaboratoryofFluidPowerTransmissionandControl,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China; 2.ZhejiangProvincialKeyLaboratoryofModernTextileMachinery,ZhiangSci—TechUniversity,Hangzhou310018,China) Abstract:Twolow—specific—speedhigh—speedimpellerswithfour-longbladesandfour—longfour—short bladeswereinvestigatedwhentheaxialclearancewas1.1mmtoanalyzetheeffectofsplitterontheflow ofsemi-opencentrifugalimpeller.UsingtheSpalart—AllmarasturbulencemodelandtheReynolds—Aver— agedNavier—Storkesequations,thethreedimensionalturbulentflowfieldsintheimpellerswereanalyzed numerically.Experimentalstudiesonthecentrifugalpumpwerecarriedout.Simulationshowsthatthe splittercanimprovetheflowinimpeller,thestaticpressureintwoimpellersrisesgraduallyfrombladein— lettooutlet,thepressurecountersarealmostalongthecircumferentialdirection,aridthestaticpressure coefficientatimpelleroutletwithsplitterislarger.Theexperimentalresultsshowthattheefficiencyand headofthecentrifugalpumpwithsplitterimpellerishigherandthatthesplittercanimprovetheperform— anceofcentrifugalpump. Keywords:semi—openimpeller;high—speedimpeller;low—specific—speed;numericalsimulation 低比转速离心泵已广泛应用到石油,化工,制 药,冶金及航空航天等工业领域,用于输送小流量高 扬程介质.低比转速高速离心泵的叶轮结构有闭式 复合,开式和半开式3种形式.已有研究表明,闭式 长,中,短复合叶轮具有有效消除或防止尾迹的产生 和发展,从而改善叶轮流道内扩散程度和稳定液流 收稿日期:2006—02—18.浙江大学{工学版)网址:www.journals.zjU./
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