轴流泵叶轮导水锥型式对叶轮水力性能的影响

来源：农业工程学报杂志2015年第17期北京时间：

作者：孟宇,杨敏官,李忠,高波,倪丹,

摘要：为探究轴流泵叶轮导水锥的设计方法，揭示导水锥流场的内部流动特性以及不同型式导水锥流场与叶轮流场之间的相互影响关系，并对导水锥头部圆整问题进行初步探索，该文基于三维不可压缩流体的雷诺平均N-S方程和k-ε湍流模型，采用6种型式的导水锥，利用Fluent软件对各型导水锥流场及其叶轮流场进行三维流场计算。结果表明：出口流场均匀性最好的维多辛斯基式导水锥的叶轮水力效率最高，而出口流场均匀性最差的直锥式导水锥叶轮水利效率最低。叶轮对水流的预旋作用对导水锥流道出口断面轴向速度分布均匀度影响较大，而对速度加权平均偏流角和水力损失的影响很小。同时，水流预旋对导水锥出口流场的轴向速度影响较大，切向速度影响较小。导水锥流场液流越近叶轮,其受叶轮旋转的影响越大。适当增加导水锥的长度可提高叶轮水力效率，但导水锥长度过长会导致水力损失增加，建议导水锥长度最佳取值范围为叶轮外径的 0.5～0.7 倍。导水锥头部的圆整，可有效消除因尖锐头部造成的逆压梯度，从而减少流场的不稳定性。随导水锥头部圆整长度的增加，导水锥的水力损失降低，叶轮水力效率升高。建议导水锥头部圆整位置距导水锥头部应为导水锥长度的1/8～1/7倍。研究可为高效轴流泵水力模型设计提供参考。

关键词：泵, 模拟, 设计, 导水锥, 叶轮, 水力性能