半高导叶端面间隙对离心泵水力性能影响的数值-IngentaConnect.pdf

第 33 卷 第 17 期 农 业 工 程 学 报 Vol.33 No.17 2017 年 9 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Sep. 2017 73 半高导叶端面间隙对离心泵水力性能影响的数值模拟与验证 ※ 江 伟，陈帝伊 ，秦钰祺，王玉川 （西北农林科技大学水利与建筑工程学院，杨凌 712100 ） 摘 要：离心泵中存在各种间隙，其间隙流动极其复杂，易出现泄漏流、间隙涡等复杂湍流，影响离心泵的水力性能及 运行稳定性。该文结合数值模拟与试验方法，采用 SST k –ω 湍流模型，研究半高导叶端面间隙对离心泵水力性能及内部 流场的影响规律，重点探讨半高导叶端面间隙对离心泵水力性能的影响机理。结果表明，适当的半高导叶端面间隙能有 3 效改善离心泵水力性能，拓宽其高效区，导叶叶高为 1.0 时，最高效率点流量 37.5 m /h 处，而导叶叶高为 0～0.8 时，其 3 最高效率点流量 42.5 m /h 处；导叶端面间隙为 0.4～0.6 导叶叶高时，离心泵的效率与扬程最优，且最大效率为 57.5%； 在 0.6 倍设计工况、0.8 倍设计工况和 1.0 倍设计工况时，带半高导叶端面间隙的离心泵中叶轮做功和导叶内总压损失均 高于普通导叶式离心泵，在 0.6 倍设计工况，导叶叶高为 1.0 时叶轮做功比导叶叶高为 0～0.8 时叶轮做功低将近 7 m 水 头，且在 0.6 倍设计工况和 0.8 倍设计工况下，导叶叶高为 0 时导叶内总压损失平均值比导叶叶高为 1.0 时分别高 6.66 m、 4.62 m 水头；在 1.2 倍设计工况和 1.4 倍设计工况时，其叶轮做功和导叶内总压损失均低于普通导叶式离心泵；在各 流量工况下，带导叶端面间隙的离心泵中蜗壳内总压损失均小于普通导叶式离心泵；随着流量增加，带半高导叶端 面间隙的离心泵中叶轮-导叶动静干涉作用在逐渐减弱，叶轮-蜗壳动静干涉作用逐渐凸显。研究结果为离心泵导叶 优化设计提供参考。 关键词：离心泵；水力模型；性能；总压损失；动静干涉 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.17.010 中图分类号：TK311 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2017)-17-0073-09 江 伟，陈帝伊，秦钰祺，王玉川. 半高导叶端面间隙对离心泵水力性能影响的数值模拟与验证[J]. 农业工程学报，2017， 33(17)：73－81. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.17.010 Jiang Wei, Chen Diyi, Qin Yuqi, Wang Yuchuan. Numerical simulation and validation of influence of end clearance in half vane diffuser on hydraulic performance for centrifugal pum