摘要：为研究不同后泵腔轴向宽度下离心泵泵腔区域压力脉动的分布特性,以比转速为136的离心泵作为研究对象,在设计工况基于ANSYSCFX软件的SST湍流模型对6种不同后泵腔轴向宽度的离心泵外特性、内流场及压力脉动进行数值计算,最终得到离心泵定常压力及时域和频域分布规律。结果表明:随着后泵腔宽度的增大,扬程和轴功率均有不同程度的上升,效率曲线呈驼峰状,说明存在一个最佳宽度使流动损失最小;在设计工况下,同一泵腔宽度的0°和180°方向压力值较小,而90°及270°方向则相反,说明蜗壳型式对压力分布有一定约束作用;随着后泵腔轴向宽度的增加,泵腔中心截面距离叶轮盖板壁面越远,压力变化率越小,说明合适的泵腔宽度有利于改善泵腔内流动的均匀性;后泵腔压力脉动集中在0 Hz-2300 Hz内,主频均呈现为1倍叶频,压力脉动幅值随宽度增加呈先降后增趋势,即宽度b取18.9 mm时,后泵腔压力脉动幅值有效衰减,此时压力脉动稳定性明显改善。通过后泵腔轴向宽度的研究为改善泵腔性能及机组运行稳定性提供参考。

摘要：为了研究空化过程对泵腔内压力脉动的影响,本文以半开式离心泵作为研究对象,基于连续性方程、雷诺时均N-S方程和标准k-ε模型,对设计工况下的离心泵进行了全流道空化模拟。结果表明,空化状态下,靠近隔舌处叶轮流道空泡体积最大,发展最为迅速,随着空化程度的加深,叶轮出口流动不均匀性增强,伴随与蜗壳隔舌动静干涉作用导致泵腔内部压力进一步下降。空化的发展导致泵腔内各监测点压力脉动幅值增大,规律性变差。在相同的空化余量下,压力脉动的幅值与泵腔内监测点的半径成正比关系,同一监测点压力脉动幅值随叶轮旋转呈周期性变化,并且沿叶轮旋转方向逐渐减小。泵腔内振动主频集中在叶频及其倍频处,并且随着频率的增加逐渐衰减,衰减的过程极为迅速。该研究对今后离心泵的结构优化设计和工程实践提供一定的参考依据。

摘要：为研究导流翼结构对混流式水轮机空化性能及转轮出口压力脉动的影响,在转轮两叶片中间加入与原叶片长度比为4:7,高度比为3:10,宽度比为1:1的导流翼,并将其固定于转轮进口靠近下环处。在两种流量工况下,对原始转轮和带导流翼转轮的混流式水轮机模型机进行三维非定常全流道数值计算,通过对比两种流量工况下加入导流翼前后混流式水轮机转轮内部流动形态,以及加入导流翼后转轮出口压力脉动的变化,分析导流翼对水轮机空化性能以及转轮出口压力脉动的研究结果。计算结果表明:加入导流翼后,转轮内总受压面积增大,叶片吸力面空泡体积分数减少,叶片吸力面表面最低压力值升高,叶片吸力面速度流线更顺畅,带导流翼部位的转轮过流通道叶栅稠密度增加,有效改善空化性能;设计工况下,加入导流翼后,转轮出口监测点的压力脉动主频幅值减小0.43%,转轮出口压力脉动稳定性得到明显改善。通过导流翼的研究为改善转轮空化性能及机组运行稳定性提供参考。

摘要：研究空化对叶片结构的影响,对提高轴流泵运行稳定性及设计具有重要的工程意义。为研究不同空化程度下叶片受力情况,基于SST模型及Rayleigh-Plesset均相流空化模型,应用数值模拟软件ANSYS对TZX-700轴流泵进行分析。利用CFX软件分析不同空化程度的叶轮流场分布,然后通过WORKBENCH流固耦合传输技术得出叶片等效应力及变形随空化变化过程的分布情况。结果表明:气泡首先出现在工作面,气泡由进口边逐渐向出口边发展,并逐渐靠近轮毂,整个气泡区域不断扩大,几乎堵塞整个流道;随着空化的发生,叶轮叶片所受最大等效应力逐渐下降,叶片变形也逐渐减小;从弱空化到严重空化,叶根处的等效应力始终是最大的,近轮缘处叶片发生的变形较大;弱空化对叶片等效应力、叶片变形的分布没有明显改变;严重空化时,较高等效应力分布区域严重缩小,叶片变形快速减小。计算结果对轴流泵的设计优化具有一定的指导意义。