基于边界层分离理论的低比转数离心泵设计-江苏大学.PDF

２０１５年１１月 第３３卷　第１１期 　 Ｎｏｖ．２０１５ Ｖｏｌ．３３　 Ｎｏ．１１ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８５３０．１４．０２１４ 基于边界层分离理论的低比转数 离心泵设计 １ １ ２ １ 杨敬江 ，卢新全 ，陈汇龙 ，姚登杰 杨敬江 （１．江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心，江苏 镇江 ２１２０１３；２．江苏大学能源与动 力工程学院，江苏 镇江２１２０１３） 摘要：为研究边界层分离对低比转数离心泵水力性能的影响规律，由边界层不发生分离条件，结 合离心泵湍流边界层理论，在不改变叶轮进出口几何参数的情况下，通过实际案例设计新的叶 轮叶片型线，探索在水力设计中防止或抑制过流表面边界层分离的方法．叶轮叶片型线方程以 叶片安放角 为变参数，引入速度系数ｋ作为中间因子．水力设计计算结果显示：边界层动量损 β ｖ 失厚度随速度系数ｋ的增大而变厚，理论扬程随速度系数ｋ的增大而升高；在满足理论扬程的 ｖ ｖ 条件下，减小叶片型线方程中速度系数ｋ的取值，有利于抑制过流表面边界层的分离．数值模拟 ｖ 结果表明，低比转数离心泵叶轮叶片型线设计不合理是导致过流表面边界层分离的主要原因， 边界层分离引起泵的水力性能下降，在设计工况下，改型泵的扬程比原型泵的扬程增加不明显， 但水力效率有所提升；新的叶轮叶片型线对内流场状况有一定的改善作用，能有效防止回流与 涡旋的产生和发展． 关键词：低比转数离心泵；水力设计；边界层分离；速度系数；水力性能 中图分类号：Ｓ２７７９；ＴＨ３１１　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７４－８５３０（２０１５）１１－０９２６－０６ 　　　 杨敬江，卢新全，陈汇龙，等．基于边界层分离理论的低比转数离心泵设计［Ｊ］．排灌机械工程学报，２０１５，３３（１１）：９２６－９３１． 　　　 ＹａｎｇＪｉｎｇｊｉａｎｇ，ＬｕＸｉｎｑｕａｎ，ＣｈｅｎＨｕｉｌｏｎｇ，ｅｔａｌ．Ｄｅｓｉｇｎｏｆｌｏｗｓｐｅｃｉｆｉｃｓｐｅｅｄｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｐｕｍｐｂａｓｅｄｏｎｂｏｕｎｄａｒｙｌａｙｅｒｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｔｈｅｏｒｙ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＤｒａｉｎａｇｅａｎｄＩｒｒｉｇａｔｉｏｎＭａｃｈｉｎｅｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＪＤＩＭＥ），２０１５，３３（１１）：９２６－９３１．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ） Ｄｅｓｉｇｎｏｆｌｏｗｓｐｅｃｉｆｉｃｓｐｅｅｄｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｐｕｍｐｂａｓｅｄｏｎ ｂｏｕｎｄａｒｙｌａｙｅｒｓｅｐａｒａｔｉｏｎｔｈｅｏｒｙ １ １ ２ １ ＹａｎｇＪｉｎｇｊｉａｎｇ，ＬｕＸｉｎｑｕａｎ，ＣｈｅｎＨｕｉｌｏｎｇ，ＹａｏＤｅｎｇｊｉｅ （１．ＮａｔｉｏｎａｌＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＰｕｍｐｓ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ２１２０１３，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇｉ ｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉ