农业工程学报
農業工程學報
농업공정학보
2012年
17期
32-37,293
,共7页
张德胜%施卫东%李通通%张华%关醒凡
張德勝%施衛東%李通通%張華%關醒凡
장덕성%시위동%리통통%장화%관성범
轴流泵叶%轮%数据模拟%非定常流动%尾迹%轴面速度压力脉动
軸流泵葉%輪%數據模擬%非定常流動%尾跡%軸麵速度壓力脈動
축류빙협%륜%수거모의%비정상류동%미적%축면속도압력맥동
为了分析轴流泵叶轮出口尾迹和势流交替干扰特性,基于RNGκ-ε湍流模型和SIMPLE算法,对南水北调工程用轴流泵模型进行了数值计算.通过定常预测的外特性结果与试验值进行比较,验证了计算网格和湍流模型的适用性,并在此基础上计算了轴流泵叶轮出口尾迹区非定常流场特性.研究结果表明,通过轴流泵全流场数值计算结果与试验值对比,在最优工况下计算扬程相对误差为4.56％,效率相对误差为2.78％,较好反映了轴流泵内部流动特性；在小流量工况下,轴流泵叶轮出口圆周方向轴面速度存在与叶片数相同的3个主波峰和3个次波峰；随着流量增大,叶轮出口圆周方向速度分布图中的波峰与导叶叶片数相同.在小流量工况和设计工况下,叶轮出口尾迹区压力脉动时域图出现3个主波峰,随着流量增大,额外产生了3个次波峰.基于FFT变换发现不同流量工况下的压力脉动主频均以叶频为主,其他谐频以叶频为基频,呈倍数出现,且主频的幅值随着流量减小而迅速上升.
為瞭分析軸流泵葉輪齣口尾跡和勢流交替榦擾特性,基于RNGκ-ε湍流模型和SIMPLE算法,對南水北調工程用軸流泵模型進行瞭數值計算.通過定常預測的外特性結果與試驗值進行比較,驗證瞭計算網格和湍流模型的適用性,併在此基礎上計算瞭軸流泵葉輪齣口尾跡區非定常流場特性.研究結果錶明,通過軸流泵全流場數值計算結果與試驗值對比,在最優工況下計算颺程相對誤差為4.56％,效率相對誤差為2.78％,較好反映瞭軸流泵內部流動特性；在小流量工況下,軸流泵葉輪齣口圓週方嚮軸麵速度存在與葉片數相同的3箇主波峰和3箇次波峰；隨著流量增大,葉輪齣口圓週方嚮速度分佈圖中的波峰與導葉葉片數相同.在小流量工況和設計工況下,葉輪齣口尾跡區壓力脈動時域圖齣現3箇主波峰,隨著流量增大,額外產生瞭3箇次波峰.基于FFT變換髮現不同流量工況下的壓力脈動主頻均以葉頻為主,其他諧頻以葉頻為基頻,呈倍數齣現,且主頻的幅值隨著流量減小而迅速上升.
위료분석축류빙협륜출구미적화세류교체간우특성,기우RNGκ-ε단류모형화SIMPLE산법,대남수북조공정용축류빙모형진행료수치계산.통과정상예측적외특성결과여시험치진행비교,험증료계산망격화단류모형적괄용성,병재차기출상계산료축류빙협륜출구미적구비정상류장특성.연구결과표명,통과축류빙전류장수치계산결과여시험치대비,재최우공황하계산양정상대오차위4.56％,효솔상대오차위2.78％,교호반영료축류빙내부류동특성；재소류량공황하,축류빙협륜출구원주방향축면속도존재여협편수상동적3개주파봉화3개차파봉；수착류량증대,협륜출구원주방향속도분포도중적파봉여도협협편수상동.재소류량공황화설계공황하,협륜출구미적구압력맥동시역도출현3개주파봉,수착류량증대,액외산생료3개차파봉.기우FFT변환발현불동류량공황하적압력맥동주빈균이협빈위주,기타해빈이협빈위기빈,정배수출현,차주빈적폭치수착류량감소이신속상승.
