中国农村水利水电
中國農村水利水電
중국농촌수이수전
CHINA RURAL WATER AND HYDROPOWER
2014年
12期
104-108
,共5页
多级离心泵%数值计算%优化设计
多級離心泵%數值計算%優化設計
다급리심빙%수치계산%우화설계
multistage diffuser pump%numerical simulation%optimal design
利用CFD对多级离心泵进行优化设计,首先以原型多级离心泵首级的内部流场作为研究对象,基于雷诺时均N―S方程和扩展的标准k―ε湍流模型以及多重参考坐标系(MRF)模型,在不同工况下对离心泵的流场进行详细的数值模拟。结果发现:叶轮内部压力分布较均匀,流线与叶片型线基本吻合,特别在大流量时,流线与叶型吻合较好,没有明显的撞击,因此推断该叶轮采用了加大流量法进行了优化设计;但导叶与叶轮的配合程度较低,导叶喉部流体与型线有撞击,反导叶出口有明显的漩涡。通过借鉴面积比原理,对原导叶进行优化设计,然后重新对修改后的多级离心泵进行全流场的数值模拟,可以看到撞击不明显,漩涡消失,导叶内流体的流动更符合流动特性,经过性能计算,优化设计后的模型比原型在设计工况下扬程提高0.6m,效率提高1.3%,优化设计有效。
利用CFD對多級離心泵進行優化設計,首先以原型多級離心泵首級的內部流場作為研究對象,基于雷諾時均N―S方程和擴展的標準k―ε湍流模型以及多重參攷坐標繫(MRF)模型,在不同工況下對離心泵的流場進行詳細的數值模擬。結果髮現:葉輪內部壓力分佈較均勻,流線與葉片型線基本吻閤,特彆在大流量時,流線與葉型吻閤較好,沒有明顯的撞擊,因此推斷該葉輪採用瞭加大流量法進行瞭優化設計;但導葉與葉輪的配閤程度較低,導葉喉部流體與型線有撞擊,反導葉齣口有明顯的漩渦。通過藉鑒麵積比原理,對原導葉進行優化設計,然後重新對脩改後的多級離心泵進行全流場的數值模擬,可以看到撞擊不明顯,漩渦消失,導葉內流體的流動更符閤流動特性,經過性能計算,優化設計後的模型比原型在設計工況下颺程提高0.6m,效率提高1.3%,優化設計有效。
이용CFD대다급리심빙진행우화설계,수선이원형다급리심빙수급적내부류장작위연구대상,기우뢰낙시균N―S방정화확전적표준k―ε단류모형이급다중삼고좌표계(MRF)모형,재불동공황하대리심빙적류장진행상세적수치모의。결과발현:협륜내부압력분포교균균,류선여협편형선기본문합,특별재대류량시,류선여협형문합교호,몰유명현적당격,인차추단해협륜채용료가대류량법진행료우화설계;단도협여협륜적배합정도교저,도협후부류체여형선유당격,반도협출구유명현적선와。통과차감면적비원리,대원도협진행우화설계,연후중신대수개후적다급리심빙진행전류장적수치모의,가이간도당격불명현,선와소실,도협내류체적류동경부합류동특성,경과성능계산,우화설계후적모형비원형재설계공황하양정제고0.6m,효솔제고1.3%,우화설계유효。
In this paper ,computational fluid dynamics is applied to the optimal design at the first stage of multistage centrifugal pumps ,which takes the flow field in prototype pumps as the research object .Based on the Reynolds―averaged N―S equation ,the ex‐tensional standard k―εturbulence model ,and the multiple reference frame(MRF) model ,the inner turbulent flow of the centrifugal pumps is simulated in detail .The results show the blade of the impeller designed is reasonable since the increasing flow design meth‐od is adopted .But the radical diffusers are low in matching the impellers .Then the optimal design on the diffusers is carried out by drawing lessons from the area ratio theory .The new model designed is 0 .6m higher in head and 1 .3% higher in efficiency than the ones designed in traditional ways .Therefore the optimal design is effective .