摘要：为研究双吸泵叶轮内的旋转失速,本文采用剪切应力传输湍流模型对小流量工况下双吸泵进行数值仿真计算,并进行外特性试验验证,从而研究叶片不同进口冲角对外特性、内流场和叶轮内压力脉动的影响规律。针对某双吸泵开展小流量工况下的数值模拟研究,分析叶片不同进口冲角对外特性、内流场和叶轮内压力脉动的影响规律。研究结果表明:叶片进口采用小冲角方案可以有效抑制叶轮旋转失速,而且设计点扬程和效率分别增加6.4%和5.7%;紊流度均值高于2%时,叶轮内产生旋转失速;采用正则化螺旋度,判定失速涡团的涡旋方向与叶轮转向是一致的,但是传播方向却是与叶轮转向相反;由于失速涡团的作用,导致叶片进口边附近叶片载荷波动较大,叶片载荷最大近0.6 MPa;采用标准差对叶轮压力脉动进行分析,大冲角方案叶片的压力脉动标准差始终大于小冲角方案叶片。研究结果可以为旋转失速研究以及双吸泵水力性能优化提供一定的理论支持。

摘要：铅冷快堆反应回路中的高温液态铅铋金属会对轴流铅铋泵叶轮叶片头部产生冲刷磨损效应,造成叶片表面保护层破裂从而加快材料腐蚀速率。为了降低高温液态金属对叶片表面的冲刷磨损效应,设计平面、倒直角和倒圆角的三种叶顶间隙结构,并通过缩比换算方法验证仿真结果的可靠性,继而采用ANSYS CFX流体动力学软件分析了不同叶顶间隙结构下的流速、剪切力、流态随冲刷磨损特性变化规律,并利用壁面熵产率方法分析了高温液态铅铋金属在材料表面的能量损耗。结果表明:标准工况下倒直角模型的扬程和效率较平面分别降低了1.02%和0.64%,倒圆角模型扬程降低了0.51%,而效率提升了0.51%。叶轮内冲刷磨损效应主要发生在叶片轮缘进口边附近,倒直角和倒圆角设计可以通过降低叶顶间隙的流速和改善流态的途径减小叶片表面机械能损耗,从而降低该位置的冲刷磨损效应。因此倒圆角设计和倒直角设计能够改善高温液态铅铋金属对叶片头部冲刷磨损的影响。