基于CFD对旋喷泵两种叶片结构的数值模拟及性能比较.pdfVIP

2010年第38卷第6期 流 体 机 械 21 文章编号：2010)06一-0021—04 基于 CFD对旋喷泵两种叶片结构的数值模拟及 性能比较 黄 思，苏丽娟 (华南理工大学，广东广州 510640) 摘 要： 采用封闭式叶轮结构，设计了长短复合式 S型叶片和矩形流道断面叶片两种不同叶片结构的旋喷泵水力模 型；利用 ANSYS—CFX软件对两种水力模型的流场进行三维数值模拟，分别得到两种模型的压力场、速度场。通过对设 计方案扬程 、效率、轴功率的计算，分析了两种旋喷泵水力模型的性能特征。模拟计算结果表明：对于小流量旋喷泵的叶 轮结构，矩形流道断面叶片的性能优于长短复合式 S型叶片。 关键词： 旋转喷射泵；叶片结构；水力模型；数值模拟；性能预测 中图分类号： TH31l 文献标识码 ： A doi：10．3969／j．issn．1005—0329．2010．06．005 NumericalSimulationandPerformanceComparisonforDifferentBlades DesignsofRoto-jetPumpBasedonCFD HUANGSi，SULi—juan (SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，China) Abstract： Basedontheclosedimpeller，twotypesofblademodelforroto—jetpump，i．e．splitbladesandrectangularflow— slotblades．aredesignedinthiswork．BvmeansofANSYSCFX software．the3D numeriealsimulationsofflowfieldforthetwo hydraulicmodelsareperformed，thepressuredistributionsandvelocityfieldsareobtained．Accordingtothecalculationofrthe variationofhead，efficiencyandshaft—powerwithflowrate，wecometotheconclusionsasfollows，forsmall—flowroto—jet pump，therectangularflow—slotbladesperfomr ancearesuperiortothesplitbladesg． Keywords： roto—jetpump；bladesstructure；numericalsimulation；performance；prediction 1 前言 旋喷泵水力模型的内部流场进行模拟计算、并预 测对比性能曲线。从而为仿真方法在旋喷泵优化 旋转喷射泵 (简称旋喷泵)，是根据毕托管原 设计中的应用提供有效依据。 理研制的一种小流量高扬程低 比转速泵 。该泵 以 其结构简单可靠、性能平稳、效率高、易于密封及 2 水力模型设计 系列化等优点，广泛应用于石油化工，食品工业等 领域。近年来国内对旋喷泵的结构特点、内部流 旋喷泵结构如图 1所示，液体被吸人与转子 动规律及性能曲线预测方法等方面进行了研究， 盖一体的叶轮后，进人转子腔旋转并得到高动能， 并对旋喷泵的设计参数不断提出优化方案 ¨ 。 再由集流管收集高动能流体，转换为高压能流体 叶轮结构是旋喷泵的重要设计参数，王成木等人 输出。 曾通过理论计算和实物试验得出结论：对于超低 图1所示的旋喷泵转子腔中，设计 了两种不 比转数旋喷泵，长短复合式叶片不如流