多级离心泵叶轮水力模型优化及性能分析.pdf

第 37卷 第 3期 中国农机化学报 Vo【-37 No．3 2016年 3月 JournalofChineseAgriculturalMechanization M ar． 2O16 多级离心泵叶轮水力模型优化及性能分析* 石建伟 ，宋文武，金永鑫，符杰，徐耀刚 (西华大学能源与动力工程学院，成都市 ，610039) 摘要 ：由于多级离心泵在原有 的设计工况点下运行不稳定，并且在运行过程 中发现满足要求的工况点偏离设计工况点较 远。为使多级离心泵更好地满足运行要求，以某型号多级离心泵为样本，通过改造将其设计工况点由原有的Q一400rn3／h、 H=152．4m变为 Q一300m ／h、H一174．2m，同时改造前后 15O～320m。／h的性能 曲线可 以互换 。原方案 的叶轮采用 的 是 3叶片，改造中考虑到与压水室的配合问题，叶片数取 5。对改造前后的两个方案的内部流场解析，对两个方案的内外 特性对 比分析 。通过分析发现在压水室为双蜗壳 的结构 中，5叶片方案的流场对称性要优于 3叶片方案。流场对称性 良 好可 以很好地平衡径向力，有利于改善运行 中出现的不稳定现象。 关键词 ：多级离心泵 ；水力模型改造 ；数值模拟 ；性能分析 中图分类号 ：TH31l 文献标识码 ：A 文章编号：2095—5553(2016)03—0214—04 石建伟 ，宋文武，金永鑫，符杰，徐耀刚．多级离心泵叶轮水力模型优化及性能分析EJ]．中国农机化学报，2016，37(3)： 214～ 217 JinYongxin，SongW enwu，FuJie，XuYaogang．Optimizationandperformanceanalysisonhydraulicmodelofmultistage centrifugalpumpimpeller[J]．JournalofChineseAgriculturalMechanization，2016，37(3)：214~217 魏培茹等采用应用 CFD软件对对北赵引黄工程 0 引言 中的某型号双蜗壳多级离心泵叶轮和压水室流场进行 多级离心泵与多个单级离心泵串联相 比，具有效 了三维数值模拟 ，并根据模拟结果对 叶轮和压水室优 率高、占地面积小、运行费用低、维修便捷等优点，应用 化 ，取得了很好 的效果_1引。黄思等对多级多出 口离心 于化工生产、锅炉的给水、山区的深井提灌以及矿藏开 泵整机全三维流场的数值模拟 ，通过分析不 同出口设 采等 。多级泵的扬程很高，如果不采用多级叶轮的布 置下的泵 内流场分布和压力分布对泵体的可靠性做初 置形式会造成叶轮外径很大 ，进 出口直径 比D ／D 很 步的验证分析 [1。本文将结合上述经验对叶轮 的水 小 ，以至于泵 的圆盘损失会 比较大，致使整机效率很 力模型重新设计 ，运用数值分析手段将 原始方案和新 低。综合考虑采用多级布置方式可以很好地避免损失 方案的综合指标进行分析比较 ，验证改造效果 。 过大、效率过低的缺点_l]。对 于离心泵而言，比转速 1 改造泵结构分析及方案确定 在 120~230之间其效率 比较理想 ]，通过研究 、总结 发现比转速越高、流量越大 ，其效率就会越高 ]。当 1．1 结构分析 然 ，将多个单级离心泵串联在一起成为一个整体其结 改造对象为某型号多级离心泵，共五级，首级叶轮 构就会变得相对于单级单吸离心泵复杂。因此，无论 为双吸叶轮，次级为四个单吸离心叶轮，次级叶轮采用 从哪方面来说，多级泵 的设计要求要严格得多。对于 对称布置 (如图1所