單級離心泵徑向導葉水力設計及試驗研究.pdf

1、作為一種重要的壓水室，徑向導葉被越來越多地應用在大型單級離心泵結構中，以提高內部流動的均勻性，其性能直接關系著離心泵能否高效平穩(wěn)地運行。掌握單級離心泵徑向導葉的水力設計方法，對開發(fā)高效高可靠性大型離心泵水力模型具有重大意義。為此，本文通過理論分析、數(shù)值計算與試驗測試，研究了徑向導葉的水力設計方法及最優(yōu)安放位置，主要研究內容和成果如下:
　　1.針對現(xiàn)有徑向導葉設計方法繁瑣復雜，經驗依賴程度高等問題，在推導圓弧半徑計算公式的基礎上，

2、提出了單級離心泵徑向導葉的圓弧水力設計方法，使得導葉葉片形狀簡單易控，設計過程方便快捷。在此基礎上，基于VC6.0程序編譯平臺及Pro/TOOLKIT工具箱，開發(fā)出了徑向導葉參數(shù)化自動造型軟件，能夠快速準確地為CFD計算提供三維模型，大幅提高了工作效率。
　　2.為分析徑向導葉減速增壓的能力，定義了徑向導葉擴壓度的概念，并通過流體機械一元理論對其進行推導，得到了徑向導葉幾何參數(shù)與性能的關系。分析表明，葉片出口角度與出口厚度既決定圓

3、弧葉片形狀，同時也是影響導葉擴壓性能的重要參數(shù)。
　　3.為進一步完善徑向導葉圓弧水力設計方法，以一臺中比轉速導葉式離心泵為研究模型，采用CFD數(shù)值模擬方法，研究了葉片出口角度與出口厚度的影響，對比分析了不同徑向導葉下離心泵的外特性及各部件的水力性能。研究結果表明:(1)不同出口角度及出口厚度下，離心泵揚程與效率的差別很大。徑向導葉葉片出口角度存在一個最優(yōu)值，出口角度過小，導葉會失去減速增壓的作用，出口角度過大，則會增加導葉流道的

4、擴散及分離損失。(2)徑向導葉葉片出口不宜過厚，否則會減小過流面積，增加導葉出口流速，增大蝸殼的水力損失，從而降低離心泵效率。
　　4.為進一步提高導葉式離心泵的運行效率和穩(wěn)定性，采用所提設計方法為研究模型設計了新導葉，試驗研究了導葉不同安裝位置對離心泵外特性、壓力脈動及振動特性的影響。結果表明:(1)新導葉下離心泵的外特性優(yōu)于原模型，蝸殼隔舌處于導葉出口流道中間位置時，離心泵水力性能最好，且蝸殼擴散段流場比較通順。(2)蝸殼擴散