混流泵汽蝕性能改良及試驗分析

混流泵汽蝕性能改良及試驗分析為滿足大功率高速混流泵汽蝕性能要求，在保證水力性能的根底上，對該混流泵葉片開展了抗汽蝕的改良設(shè)計使用CFD數(shù)值方法分別對原設(shè)計模型和改良模型開展了水力性能和汽蝕性能的預(yù)測。

結(jié)合內(nèi)流分析和外特性的計算結(jié)果，對改良前后的高比轉(zhuǎn)數(shù)混流泵的汽蝕性能開展了比照分析，最后結(jié)合試驗結(jié)果對汽蝕性能的改良效果開展評價，并探索和總結(jié)了改良高比轉(zhuǎn)數(shù)混流泵葉片壓力分布的方法和思路。

大型水力機械的汽蝕性能優(yōu)化的研究一直以來都是流體機械領(lǐng)域的研究熱點。高比轉(zhuǎn)數(shù)混流泵以其通流能力強。啟動功率低等優(yōu)勢多被應(yīng)用于大型瞬態(tài)動力設(shè)備中。對于大流量混流泵的設(shè)計以及水力性能優(yōu)化，國內(nèi)外學(xué)者做了大量研究.王樂勤等對開敞式混流泵開展了試驗研究，從瞬態(tài)啟動特性的角度對開敞式混流泵系統(tǒng)的性能開展了分析和討論;吳大轉(zhuǎn)等采用數(shù)值模擬和試驗相結(jié)合的方法，進(jìn)一步研究了離心泵的快速啟動特性，AltoineDazin四對一臺離心泵做了相對細(xì)致的性能試驗，闡述了汽蝕狀態(tài)下離心泵的水力特性。而對于更高比轉(zhuǎn)數(shù)泵的研究多見于軸流式泵的水力性能以及裝置相關(guān)問題研究等。

本文中，作者采用減小葉片入口安放角同時配合進(jìn)口邊前伸的方式改善葉片入口流動構(gòu)造，對高比轉(zhuǎn)數(shù)混流泵的葉片開展了抗汽蝕改良設(shè)計，并使用CFD數(shù)值方法分別對原設(shè)計模型和改良模型開展了水力性能和汽蝕性能的預(yù)測。真空技術(shù)網(wǎng)(http:///)結(jié)合內(nèi)流分析和外特性的計算結(jié)果，對改良前后的高比轉(zhuǎn)數(shù)混流泵的汽蝕性能開展了比照分析，對汽蝕性能的改良效果開展評價，并探索和總結(jié)改良高比轉(zhuǎn)數(shù)混流泵葉片壓力分布的方法和思路，該研究可為水力機械抗汽蝕葉片的設(shè)計提供參考和依據(jù)。

1、設(shè)計模型和計算方法

1.1、物理模型

圖1為臥式高比轉(zhuǎn)數(shù)混流泵裝置構(gòu)造圖，該混流泵采用導(dǎo)葉式混流泵構(gòu)造，出水流道采用軸流式90彎管形式，主要過流部件包括葉輪!導(dǎo)葉!泵殼體等。該混流泵運行參數(shù)及過流部件尺寸參數(shù)如下表1所示。

圖1高比轉(zhuǎn)數(shù)臥式混流泵構(gòu)造示意圖

結(jié)論

本文對改良前后的高比轉(zhuǎn)數(shù)混流泵開展了水力J性能和汽蝕性能的CFD數(shù)值分析，分別從外特性和空化區(qū)域等方面對兩套水力模型開展了比照分析,得出以下結(jié)論：

l)采用減小葉片入口安放角同時入口邊靠近輪毅一側(cè)向泵入口方向延伸的方法，增強流體的預(yù)旋,可以在一定程度上改善葉片入口流態(tài)，在不明顯降低水力效率的同時起到改善汽蝕性能的作用。

2)通過改善入口流動形態(tài)同時增加葉片包角的方式改良后的高比轉(zhuǎn)數(shù)混流泵水力模型，相比原模型具有較好的汽蝕性能，必需汽蝕余量得到明顯降低。

3)高比轉(zhuǎn)數(shù)混流泵的汽蝕特