摘要：为研究叶轮几何参数对离心泵叶轮磨损特性的影响,采用CFD-DEM耦合方法计算了离心泵的内固液两相流动及颗粒对叶轮的磨损。采用响应面方法,以效率和平均磨损率为优化目标,完成了叶轮的优化设计。结果表明:叶片出口安放角、进口安放角和包角显著影响了离心泵叶轮的磨损特性。出口安放角为27°时磨损最严重,继续增大出口安放角,叶片吸力面中间位置和压力面出口位置磨损明显改善;随着进口安放角的增大,叶片的磨损严重区域从吸力面中间部位向进口方向延伸;随着包角增大,磨损严重区域向叶片中间部位偏移;优化后的离心泵扬程效率均有提升,叶轮磨损严重区域的最大平均磨损率从9.7×10^(-9) kg/s降低到6.5×10^(-9) kg/s,叶轮的抗磨损性能明显改善。

摘要：为了研究柱状颗粒参数对污水泵内固液两相流动特性以及通过性能的影响规律,采用CFD-DEM耦合方法计算了离心泵内固液两相流动,基于熵产理论分析了不同颗粒物性条件下泵内的流动损失特性,并通过试验对其进行了验证。结果表明:柱状颗粒长径比、体积分数和密度影响了污水泵内颗粒的通过性能以及流动损失;固相浓度从1%增大至5%,泵的扬程降低1.97 m,效率降低2.2%,颗粒通过能力逐渐降低;颗粒密度从1000 kg/m^(3)增大至2500 kg/m^(3),泵的扬程降低1.63 m,效率降低3.76%,颗粒通过能力略有增强;在各工况下,总熵产变化规律与泵性能变化规律一致,高熵产区域主要集中在叶片进口边附近,说明熵产分析能够有效反映泵内的流动损失特性。研究结果可为污水泵的优化设计提供理论依据。

摘要：为了探究叶轮流道结构对双流道泵性能的影响,选取变异的阿基米德螺旋线公式参数m作为研究参数,运用RNG k-ε湍流模型对不同流道结构进行了不可压缩湍流流场的数值模拟,对比其水力性能,并进行了内流场特性分析和基于熵产的能量损失分析。结果表明:随着m的增大,双流道泵在设计工况扬程不断增大,效率先增大后减小,说明m存在一个最佳值使得水力性能最优;参数m对叶轮流道的长度、弯曲程度以及出口角度存在影响,从而影响压力和速度场分布;m=1.8时双流道泵内总熵产最小,较m=1.2时叶轮和蜗壳熵产值分别下降了20.6%和40.6%;m=1.2时,叶轮出口及隔舌附近存在涡团,扩散管涡核尺寸较大,流态较差,随着m的增大,叶轮和蜗壳内的涡核数量减少,流态趋于稳定,说明叶轮流道结构对蜗壳内的流体流态也有重要影响。