无导叶离心泵蜗壳内低频压力脉动分析.pdfVIP

学兔兔 第 50卷第 10期 机 械 工 程 学 报 Vo1．50 NO．10 2014 年 5 月 JOURNAL0FMECHANICALENGINEERING Mav 2014 DoI：1O．3901，JM E．2014．1O．170 无导叶离心泵蜗壳内低频压力脉动分析水 黄先北 刘竹青 (中国农业大学水利与土木工程学院 北京 100083) 摘要：为探究无导叶离心泵蜗壳内低频脉动的产生机理及该低频脉动对蜗壳内各监测点压力脉动的影响，采用计算流体动力 学(Computationalfluiddynamics，CFD)技术，在与试验结果对比分析验证模型计算精度的基础上，进行3个不同工况下的非定 常压力脉动计算，其中湍流模型选用剪切应力输运(Shearstresstransport，SST)模型，分析结果表明，蜗壳出口段因流线扭曲 会产生一个低频脉动，出口段测点的主频等于该脉动的频率，且该低频脉动会对蜗壳内其余测点产生近乎一致的影响，使各 点在该频率下具有相近的压力系数，其值与出口段的流动分离直接相关；各点脉动存在两个明显频率：低频与叶频；蜗壳隔 舌附近的横截面上存在因流线扭曲产生的漩涡，其频率即为蜗壳出口段低频脉动的主频，从而证明因流线扭曲产生的漩涡为 低频脉动产生的根本原因。 关键词：无导叶离心泵；蜗壳；计算流体动力学；低频压力脉动；流动分离 中图分类号：TH311 AnalysisofLow—frequencyPressurePulsationsinVaneless CentrifugalPumpVolute HUANG Xianbei LIU Zhuqing (CollegeofWaterResourcesandCivilEngineering，ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100083) Abstract：Inordertoanalysisthecauseoflow—frequencypressurepulsationsinvanelesscentrifugalpumpvoluteandit’Sinfluence onmonitorpoints’pulsation，computationalfluiddynamics(CFD)methodisemployedwithshearstresstransport(SST)turbulence modelbeingselected．Basedontheaccuracy confirmationofcalculation，unsteadycalculationsunder3 differentconditionsare conducted．Accordingtotheresults，alow—rfequencypulsationarisesfrom voluteoutletpartmakesthedominantrfequencyofthe monitorpointsnearbyequaltothisfrequencybecauseofthedistortionofstreamline，alsoitcanproducealmostthesameimpactfor therestofthepointsinthevolute，theampliutdeofpressurepulsationisdirectlyrelatedtoflow separation；thesepointshavetwo significantrfequency,low-rfequencyandbladepassingrfequency；duetostreamlinedistortion，eddiesappearonthecross-section nearthetongue，it’Srfequencyisequaltothedominantrfequencyofmonitorpointin