离心泵非定常流动计算及性能预测

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1、2010年7月第28卷第4期July2010Vol．28No．4离心泵非定常流动计算及性能预测121周凌九，王占民，江东智(1．中国农业大学水利与土木工程学院，北京100083;2．天津泵业机械集团有限公司，天津300400)摘要:采用以SSTk－ω模型封闭的雷诺平均方程和滑移网格技术计算了离心泵内的非定常流场．基于非定常流动计算结果，考虑容积损失、圆盘摩擦损失和机械损失，对离心泵的性能进行了预测，并与实测性能曲线进行了比较．结果表明，在给定进口速度的条件下，由于叶轮与蜗壳隔舌的相对位置不同，泵

2、的扬程和轴功率有比较大的脉动，且其脉动幅值随流量的增大而增大．定常流动计算和非定常流动计算所预测的性能曲线在大流量与设计工况时相差不大，在小流量时有明显的差别．与试验曲线相比，预测的扬程曲线偏低，轴功率曲线也偏低，效率曲线比较接近．由于在设计工况时定常计算和非定常计算差别不明显，在设计过程中采用定常计算是可行的．关键词:离心泵;流动计算;非定常流动;性能预测中图分类号:S277．9;TN914．3文献标志码:A文章编号:1674－8530(2010)04－0286－05Computationof

3、unsteadyflowandperformancepredictionforcentrifugalpump121ZhouLingjiu，WangZhanmin，JiangDongzhi(1．CollegeofConservancyandCivilEngineering，ChinaAgriculturalUniversity，Beijing100083，China;2．TianjinPumpsandMachineryGroupCompanyLtd．，Tianjin300400，China)Abs

4、tract:TheunsteadyflowinacentrifugalpumpwascomputedbyapplyingReynolds-averagedequa-tionsclosedbySSTk－ωmodelandslide-mesh-method．Takingleakageloss，diskfrictionlossandme-chanicallossintoaccount，theperformancecurvesofpumpwerepredictedbasedonthecomputatio

5、nre-sultsofunsteadyflow，andwerecomparedwiththeexperimentaldata．Theresultsshowthattheheadandshaftpowerfluctuategreatlywithdifferentrelativepositionofimpellerbladeanddiffuservoluteforagiv-enflowrate，andthefluctuationamplitudesincreasewithflowrateincrea

6、sing．Theperformancecurvespredictedofthesteadyandunsteadyflowcomputationhavelittledifferenceatbothlargeflowrateandde-signpoint，buthaveobviousdifferenceatlowflowrate．Comparedwithtestedcurves，thepredictedheadandshaftpowercurvesarelower，andthepredictedef

7、ficiencycurveissimilar．Becauseoflittlediffer-encebetweensteadyandunsteadyflowcomputationatdesignpoint，theresultsofsteadyflowcomputationisfeasibleforimpellerdesign．Keywords:centrifugalpump;flowcomputation;unsteadyflow;performanceprediction［4－5］目前对离心泵的

8、优化设计及性能预测主要基于测的精度可能会有影响．离心泵全流道的非定［1－3］［6－8］定常流动计算，由于蜗壳隔舌与叶轮叶片的动常计算虽然已经比较成熟，但却非常耗时，如果静干涉作用，叶轮与蜗壳隔舌的相对位置对性能预在基于流动计算的优化设计过程中采用非定常计收稿日期:2010－03－21基金项目:国家自然科学基金资助项目(50879088);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2009－02－12)作者简介:周凌九(1969—)，女，湖北公安人，教授(zlj@cau．edu．cn)，主要从事流体