叶片数对离心泵小流量工况空化特性的影响

来源：农业机械学报杂志2015年第4期北京时间：

作者：付燕霞,袁寿其,袁建平,周帮伦,王鹏

单位：江苏大学,江苏大学,江苏大学,江苏大学,江苏大学,

摘要：为研究小流量下离心泵的空化特性，采用ANSYS CFX 14.5，基于k—ε湍流模型和Rayleigh—Plesset空化模型，以3种叶片数叶轮的IS50—65—160型离心泵为研究对象，对其内部空化流动分别进行了数值模拟。为了提高数值计算准确性，进行了网格无关性分析，且从泵空化性能、叶轮所受扭矩及轴向力分析了叶片数对泵小流量下空化特性的影响规律。研究结果表明：当叶片数从4增加至8时，离心泵扬程增加，但其效率变化较复杂。小流量工况下，随着空化系数降低，各叶片数叶轮扭矩与泵扬程均不同步地发生陡降，且出现相似地匍匐下降规律；当扬程下降3%后，各叶轮所受轴向力的大小几乎恒定；单个叶片流道的空泡体积出现突增，明显较其他叶片流道大，各叶片流道空泡分布极不对称。研究发现，离心泵扬程及扭矩匍匐下降特性很可能与不对称叶片空化相关。

关键词：离心泵;小流量工况;叶片数;空化性能;空泡体积分数;数值模拟

基金资助：国家自然科学基金资助项目（51239005、51349004）和江苏省研究生创新计划资助项目（CXLX11_0577）