导叶叶片数对气液混输泵性能的影响
叶片数对离心泵振动噪声性能的影响
0 引 言
离心泵是通过叶轮旋转来驱动流体的机械，广泛应用 于各种工业和民用领域[1]。泵在运行过程中产生的振动和 噪声，不仅对设备的使用寿命和系统性能有很大影响[2]， 而且还会破坏工作环境，影响人的身心健康。随着经济 和社会的发展，对泵的振动和噪声的要求越来越高[3-5]。 因此，降低泵振动和噪声水平了成为研究热点[6-8]。
本文考虑叶轮和蜗壳间泄漏的影响后，建立了分析 离心泵振动和噪声的预测模型，研究了叶片数对流体激 励下引起的泵壳振动辐射噪声的影响，研究结果能够为 离心泵减振降噪设计提供一定的参考。
提高了 13.5%。随着叶片数的增加，扬程和轴功率均逐渐增大，最大增幅分别为 15.9%和 14.1%；效率随叶片数的增加呈
先增大后减小再增大的趋势。离心泵蜗壳的压力脉动幅值随叶片数的减小而增大。由于叶轮蜗壳动静干涉的作用，蜗壳
隔舌处、第 1 到第 2 断面间和扩压管壁面等 3 个区域的压力脉动幅值相对较高。随着叶片数的减少，蜗壳壁面的振动位
离心泵叶轮参数对泵性能的影响
车削叶轮外 径 可 以改变 泵 的扬 程 、 量 和 功率 。 流 在低 比转 数离 心泵 中， 当原来的叶轮外 径 Ｄ 车削成为 ９ｔ （ ２ 后 车削 或斜 切 后 的参 数 以下 用 右 上 角 加 “ ’ ” 表
能使泵的流量 、 扬程和效率不致下 降过多 ？图 ３和 图４ 是叶轮直径为 Ｄ ＝１０ ｍｎ 叶片为 圆弧 型 ， ３ ｌ， 所不 同 的
是图 ３叶片数为 ｚ＝ ， ４叶片数 为 ｚ＝ ６图 ５的特性 曲 线 。从 图 ３看 出采 用 了 ６叶片数 的泵 ， 虽然效 率较 高
片数不仅能大 大地 改善泵 的特性 曲线 ， 而且不 会使泵 的效率 、 流量 和扬程 下降太 多。 当然 在减少 叶 片数 的 同时 ， 再考虑到叶 片出 口安放 角 （ 越大 ， 程 曲线 扬 中间越容易 出现最大值 ， 即成为驼峰 曲线 ） 。叶片包角 ０ 和叶轮 出口宽度 ｂ 等参数 的相互 匹 配 ， 将获 得更佳
７５ ｍ ／ 。 图 ２是 在 上 述 叶 轮 的 基 础 上 去 掉 ３枚 叶 ．８ ｈ 片 ， 其 它 条 件 不 变 的 情 况 下 获 得 的特 性 线 。 从 图 在 ２看 出原 扬 程 曲 线 上 的 驼 峰 完 全 消 除 了 ， 程 曲 线 是 扬 单 调 下 降 的 。 以上 试 验 说 明 ， 少 叶 片 数 是 消 除 或 减 减 小驼峰的一种有效措施 。要完全消除扬程 曲线 上 的驼 峰 ， 有大幅度地减少叶片数 。 只
离心泵叶轮参数对泵性能的影响离心泵的性能参数离心泵的主要性能参数离心泵性能参数离心泵性能参数的测定离心泵叶轮离心泵叶轮画法开式叶轮离心泵离心泵叶轮结构双叶轮离心泵
２１年第２ ０１ 期
东娃蔗 科技
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离心 泵 叶 轮 参 数 对 泵 性 能 的 影 响
载荷分布对导叶式混流泵水力性能影响
· 164 ·区域治理前沿理论与策略载荷分布对导叶式混流泵水力性能影响孙文春上海城投原水有限公司金泽水库管理，上海 201700摘要：混流泵在性能和结构方面，是介于离心泵和轴流泵之间的一种泵。
混流泵的比转数高于离心泵，低于轴流泵，一般位于300-500。
混流泵的流量大而扬程低，故混流泵在工农业排水等领域得到了广泛应用，能源消耗巨大。
因此，提高混流泵的效率和性能具有非常重要的意义。
关键词：载荷分布；导叶式混流泵；水力性能；影响一、设计方法1叶片载荷的分布形式叶片载荷（即叶片压力面和吸力面的压力差）与环量直接的关系为：式中：Wm’bl 为轴面平均速度；珋vθ为周向平均速度；p+，p －分别为叶片压力面和吸力面的静压；B 为叶片数；m’为相对轴面流线长度。
在计算过程中，环量在进、出口边的导数为零，即分别满足进口冲角为零和Kutta 条件，所谓Kutta 条件，即在出口处，叶片的工作面和吸力面的静压值相等。
针对每条流线，都有3种特征载荷分布形式，相对于相对轴面长度，分别为前载型、中载型和后载型，如图1所示，其分别对应的环量分布如图2所示。
2设计目标文中以混流泵水力效率为目标函数，计算公式为：式中：Pu 为混流泵的有效功率，W；P 为轴功率，W；ρ为流体介质的密度，kg/m 3；Q 为泵的流量，m 3/h；H 为混流泵扬程，m；PTinlet 与PToutlet 分别为混流泵进、出口总压，Pa；M 为叶轮旋转时对于转轴的总力矩，N·m；ω为叶轮角速度，rad/s。
二、设计实例1初始叶轮参数为了比较上述混流泵优化设计方法，将该方法应用到某一导叶式混流泵设计中，其主要设计要求如下：流量Q=1500m 3/h，扬程H=17m，转速为n=980r/min，5片叶片，7片导叶。
叶片进口半径和出口半径分别为171.2，229.6mm，导叶的进口半径和出口半径分别为240.5，227.5mm。
导叶扩散度对核主泵水力性能影响的数值分析
导叶扩散度对核主泵水力性能影响的数值分析王秀勇;黎义斌;朱月龙;刘万钧;李正贵【摘要】CFD分析和试验表明,导叶对核主泵水力性能影响显著.为提高核主泵的整机效率,在最优比面积的基础上,提出了导叶扩散度的概念.选取控制扩散度大小的三因素及两水平,基于正交试验方法,获得了导叶几何参数的最佳匹配关系.研究表明:在叶轮-导叶比面积恒定的条件下,导叶扩散度对上游叶轮性能的影响较小,对导叶及下游蜗壳的水力性能的影响较显著.当导叶扩散度从零开始逐渐增大时,泵的效率先增大后减小,扩散度为0.025时泵的效率最高,此时导叶和蜗壳内的水力损失最小,导叶叶片的载荷分布合理.通过调整导叶扩散度提高整机水力效率的方法,将为核主泵的水力设计提供理论参考.%The CFD analysis and experimental results show that guide vane has a significant influence on the hydraulic performance of nuclear main pump.In order to improve the efficiency of nuclear main pump,the definition of diffusivity of the guide vane was proposed based on the optimal specific area.Three factors and two levels were selected to control the diffusivity.Based on the orthogonal test method,the optimal matching scheme of guide vane parameters was obtained.The research results show that under the condition that the specific area of the impeller and the guide vane is constant,the effect of guide vane diffusivity on the performance of upstream impeller is not significant,but is significant on the hydraulic performance of guide vane and the downstream spiral case.With the increase of the guide vane diffusivity from zero,the pump efficiency increases firstly and then decreases;while the diffusivity is0.025,the pump efficiency is the highest,and the hydraulic loss of guidevane and volute is minimum,at the same time the load distribution of guide vane is reasonable.The method to improve the hydraulic efficiencyby adjusting the guide vane diffusivity will provide a theoretical reference for the hydraulic design of the nuclear main pump.【期刊名称】《原子能科学技术》【年(卷),期】2017(051)008【总页数】7页(P1400-1406)【关键词】核主泵;导叶;扩散度;正交试验;数值分析【作者】王秀勇;黎义斌;朱月龙;刘万钧;李正贵【作者单位】兰州理工大学能源与动力工程学院,甘肃兰州 730050;兰州理工大学能源与动力工程学院,甘肃兰州 730050;兰州理工大学能源与动力工程学院,甘肃兰州 730050;兰州理工大学能源与动力工程学院,甘肃兰州 730050;西华大学流体及动力机械教育部重点实验室,四川成都 610039【正文语种】中文【中图分类】TH313核主泵是反应堆一回路内唯一的能动设备，作为一回路系统内振动与噪声的主要来源[1]，导叶设计决定核主泵整机性能和运行的稳定性。
叶轮叶片数对不同比转速离心泵水动力性能的影响
叶轮叶片数对不同比转速离心泵水动力性能的影响离心泵是以液体为工作介质进行能量转换的一种机械设备,具有结构简单、启动方便、性能可靠等优点。
叶轮作为离心泵的核心过流部件,其形状主要由叶片型线、叶片厚度以及叶片数决定,因此这些参数会对离心泵的水动力性能产生重要影响。
目前国内外关于叶片型线及叶片厚度变化对不同比转速离心泵性能影响的研究成果较多,而关于叶片数对离心泵性能影响的研究则相对较少,因此本文着重分析叶轮叶片数对不同比转速离心泵水动力性能的影响,主要研究内容及结果如下:1.本文以3种不同比转速(n_s=32、96、232)的单级单吸离心泵为研究对象,分别选取叶轮叶片数Z=4、5、6、7和8的5种方案,基于SST k-ω湍流模型对各方案进行数值模拟,并结合离心泵整机试验结果对比验证数值计算的准确性。
结果表明,离心泵效率及扬程数值模拟结果与试验结果的误差均不超过5%。
2.通过模拟3种比转速离心泵的5种叶片数方案,研究不同流量工况下扬程和水力效率的变化,结果表明:不同比转速离心泵的扬程在整个流量范围内随叶片数的增加而升高,且小流量工况下扬程的上升速率均小于大流量工况,说明叶片数对不同比转速离心泵扬程的影响规律基本相同。
不同比转速离心泵的水力效率随叶片数的变化规律不同,低比转速离心泵设计工况点的水力效率随叶片数的增加呈现先升高后降低的趋势,叶片数为6时效率最高,泵最高效率点向大流量工况偏移;中高比转速离心泵的水力效率随叶片数的变化规律基本相同,设计工况点的水力效率随叶片数增加而升高,叶片数为8时达到最大值。
3.在外特性分析的基础上,研究了5种叶片数方案下不同比转速离心泵的内部流场特征,结果表明:随着叶片数的增加,不同比转速离心泵叶轮中间截面的压力分布更为均匀,且进口低压区范围变小。
中低比转速离心泵随着叶片数的增加,沿流线方向叶片载荷分布更为合理;而高比转速离心泵叶片载荷随着叶片数增加呈现较大的波动趋势。
通过分析叶轮中截面上相对速度与周向速度的分布可以看出,中低比转速离心泵随叶片数的增加,叶轮内速度分布更为均匀,出口尾迹-射流及二次流现象减弱,叶轮水力效率得到提高,这是因为更多的叶片数可以更好地约束液流,使得液流更为贴近叶片型线,泵内流动状况得到改善;而高比速离心泵由于流道较短,叶片扩散度较低,导致叶片对液流的约束较差,因此随叶片数增加,叶轮中间截面速度变化不大。
用数值模拟研究叶片数变化对离心挖泥泵性能的影响
小 番 柱 木
・３・ ３
用数值模 拟研究 叶片数变化对离心挖泥泵性能 的影 响
张 勇
（ 家庄 强大泵 业集 团有 限责任 公 司 ） 石
摘 要 ：采用计算 流体动力学 （Ｆ ）软件 ，在双参考 坐标 系下 ，利用有限体积法对雷诺 时均 Ｎ ｖｅ— ｔｋｓ ＣＤ ａｉｒＳｏｅ 方程进
行 数 值 离 散 模 拟 。选 用 Ｒ ａ ｚｂｅｋ ｓ湍 流模 型 、ＳＭＰ Ｅ ｅｌａ ｌ － ｉ Ｉ Ｌ Ｃ方 法 求 解 ，对 ２台离 心 挖 泥泵 在 不 同叶 片 数 下 的 内部 流 场 进
行 了叶轮 和蜗 壳的数值模 拟 。研究 叶片数 变化对挖 泥泵性能 的影 响。当叶片数 由 ３ 枚增 加到 ４枚后 ，泵 的扬 程和效率
为 ０７ ．，湍 动 能 项 时 为 ０８ ．，湍 动 能 耗 散 率项 时 为
０． ８
型 网格数 经 过 相关 性 检 查 ，当计 算 外 特 性 的 变化 小于 ２ ％时 ，认 为 网格数 影 响可 以忽 略 。计 算 收 敛 精 度为 ｌ ０ 。其 计算 区域 的网格 数分 别 为 ：模 型 １
泥泵设 计 水平 具有 有益 的参 考价 值 。
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２ 控 制 方 程 、边 界 条 件及 研 究 模 型
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式 中 １ — 涡粘性 系数 ，ｃ ．９ ． — ００ ，
为 １６ ８４ １６ １ ，模 型 ２为 ９ １４ 。网格 图见 图 １ ４ １９ 。
３ Ｃ Ｄ计 算 结 果及 分 析 Ｆ
叶片数对离心泵性能影响的数值模拟研究
叶片数对离心泵性能影响的数值模拟研究李光曼，张鹏,赵盼盼，张欢，胡博文，魏 昇，马小津(合肥通用机械研究院有限公司，安徽合肥 23(1(188)摘 要：采用人-3湍流模型对离心泵不同叶片数进行了稳态数值模拟研究，并对其曲线进行了对比分析.结果表明，3叶片、5叶片、7叶片3种条件下，离心泵内部流场以及静压力分布稳定；同等流量条件下，3叶片离心泵的扬程最小，5叶片离心泵的扬程最大，7叶片离心泵位于二者之间；3种叶片最佳工况点分别为(101 L/niin, 0.57 ),(122 L/min,0.55)和(96 L/min,0.54)关键词:离心泵;叶片;性能曲线擞值模拟中图分类号:TH311 文献标识码：B DOI ： 10.16621 /ki.issn 1001 -0599.2019.04.211研究背景压力入口边界条件离心泵是我国重要的机械类产品，广泛应用于工业、农业以及环保领域。
有数据显示，泵工作所消耗的电量占到我国工业用 电量的四分之一。
提高泵的工作效率、降低能耗对于实现工业过程中节能减排具有重要意义叫离心泵内部流场对其性能具有重 要的影响叫离心泵主要有叶轮、蜗壳、泵轴、密封装置等组成.其 中叶片、蜗壳对泵的内部流场影响最大，也是国内外众多学者研究的重点。
目前，离心泵的性能以及优化研究主要是通过实验和数值模拟2种方法A%采用数值模拟的研究方法，分别对不同叶片数离心泵的 性能进行了数值模拟研究，重点研究了叶片数对离心泵内部流场以及静压力场的影响、叶片数对离心泵性能曲线的影响。
2离心泵模型离心泵叶轮入口直径D,”为3.5 cm,叶轮岀口直径D ”*为106 cm,叶片高20 cm,离心泵转速1500 r/min,叶片个数分别 为3个、5个和7个(图1)。
工质为水，密度1000 kg/m 】,动力黏 度 0.001 5 Pa-So3数值模拟方法3.1控制方程冏式(1)~(3)连续性方程为V (pu )=0(1)动量方程为泵扬程H=吃(4)Pg式中p ——流体密度,kg/m ‘u ——速度,m/s“----流体动力黏度,Pa ・sT ----流体温度,tF —体积力源项,N/m'I ——单位张量，取/=1P 。
不同导叶叶片数对离心泵径向力的影响
不同导叶叶片数对离心泵径向力的影响何玉杰;李辉;李跃;叶欢;任志明【摘要】In order to investigate effect of guide vane number to radial force on impellers in centrifugal pump, in this article, by using SSTk-ω turbulent model, steady and unsteady numerical simulation withfive different guide vane numbers were performed to centrifugal pump, and the comparison of radial forces resulted from simulations with different condition was carried out. It was shown that with guide vane number of 6 the steepest curve of head and the smallest efficiency will be obtained; under other conditions the efficiency will be increased with the increase of guide vane number; also with the increase of guide vane number steady radial force will show the trend of decrease atfirst and then increase; under the same condition radial force and its direction in transient are changing and there is no rule for this kind of change; andfinally with guide vane number of 8 the curve of radial force is comparativelyflat.%为了探究离心泵不同导叶叶片数对其在叶轮上的径向力特性影响，采用SST k-ω湍流模型对5种导叶叶片数的离心泵进行定常和非定常数值模拟，并分别对其径向力特性进行比较分析。
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进而得到不同工况下整机效率及相对扬程曲线． 经分析在不同含气率下， 各导叶叶片数的效率及相对扬程均随着
含 气率的增大 而降低 ； 在相同含气率下， 叶叶片数 为 １ 导 ３时整 机效 率 明显高 于其他 ２种情况 的整机效 率， 对扬 相 程也是在 导叶叶片数 为 １ 时最大， ９ ３ 且 叶片数情况要稍好于 ｌ ５叶片数情况． 由此表 明选用导 叶叶片数为 １ 时可 ３
第３卷 第３ ８ 期
２１ ０２年 ６月
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导叶叶片数对气液 混输泵性能 的影响
马希金 李新 凯 ， ，王 楠 周 贯五 ，
（．兰州理工 大学 能源与动力工程学院 ， １ 甘肃 兰州 ７０５ ； ．江苏大学 电气信息工程学院 ， ３００ ２ 江苏 镇江 ２２ １） １０３
摘要 ：以 自主研制的第三代 Ｙ ＱＨ一０ １０气液混输 泵为研 究对 象， 利用 Ｆｕｎ 流场模 拟软件进行数值模 拟． ｌｅ ｔ 通过 对 叶 片式气液混输泵不 同导 叶叶片数及不 同含气率 时的流场进行数值模拟 ， 得出混输泵叶轮、 叶压力场及 速度分布 ， 导
ｇ ｔ ｎｏ ｊｃ，ｉ ｕ ｒ ｉ ｌｔ ｎ ｗ ｓｃ ｎ ｕ ｔｄｂ ｓ ｇＦ ｕ ｎ ｏ ｔ ｒ ｏ ｉ ｌ ｉｎ ｏ ｌｗ ｉ ｄ ａｉ ｂｅｔ ｔ ｎ ｍｅｉ ｓ ｏ ｓ ｃ ｍｕａｉ ａ ｏ ｄ ｃｅ ｙ ｕ ｉ ｌｅ ｔ ｆ ｏ ｎ ｓ ｗａｅｆｒｓ ｍｕ ａ ｏ ｆ ｏ ｆ ｌ ｔ ｆ ｅ
以提高气液混输泵 的整机性 能． 关键词 ：混输泵；导叶；数值模拟
中 圈分 类 号 ： ＴＨ３２ １ 文献标识码 ： Ａ
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