高温闭式回路铅铋离心泵全工况性能数值分析

来源：核动力工程杂志2025年第3期北京时间：

作者：罗昌余, 黎义斌, 马文生, 杨由超, 牛藤

单位：1.兰州理工大学能源与动力工程学院，兰州，730050；2.特种泵阀及流控系统教育部重点实验室，兰州，730050；3.重庆水泵厂有限责任公司，重庆，400033；

摘要：为探究闭式回路中铅铋离心泵在输送400℃液态铅铋合金（LBE）过程中的热态水力性能，采用联合简化建模的方法，将铅铋循环罐、进出口管道及铅铋离心泵进行整合建模。基于切应力运输（SST） <i>k</i>-<i>ω</i>湍流模型，得到了3种不同流量工况下泵内部的流动特性。研究发现，叶轮流道内存在不同程度的旋涡与介质受力不平衡状态有关，LBE流经叶轮流道过程中科氏力始终占据主导地位。此外，局部熵产率（EPR）主要集中于叶轮叶片的前缘与动静叶栅交界区域，并且随着流量的增加，流道内部的EPR呈现出递减的趋势。在叶轮与导叶流道中压力信号频率在93.33 Hz与116.67 Hz附近呈周期性交替变化，越接近动静叶栅交界面，小波信号强度越显著。研究成果将为今后铅铋离心泵的设计优化及性能评估提供重要的参考依据。

关键词：铅铋离心泵, 高温闭式回路, 熵产, 科氏力, 小波信号, 切应力运输（SST） <i>k</i>-<i>ω</i>湍流模型

基金资助：重庆市技术创新与应用发展专项重大项目（CSTB2024TIAD-STX0017）；甘肃省研究生“创新之星”项目（2025CXZX-521）