摘要

为研究叶轮与导叶匹配关系对高速泵性能的影响,通过改变导叶喉部面积设计5种导叶与同一叶轮匹配。基于Reynolds时均化N-S方程和RNG k-ε湍流模型对高速泵进行三维数值模拟,分析面积比对高速泵流动特性及压力脉动性能的影响。结果表明:面积比减小,扬程和效率增加,大流量工况时,随面积比减小,扬程和效率下降速率加快,泵的不稳定运行区和高效点随面积比减小向小流量工况移动;在设计工况点,减小面积比可以抑制了叶轮出口与导叶流道中流动分离,减小回流尺寸,导叶内部损失下降,但压水室中的流体速度增大,损失增加,在大流量时更加明显;减小面积比,削弱叶轮内轴频附近的低频脉动,降低叶轮内压力脉动峰值和脉动幅度,抑制叶频倍频及高倍频向导叶出口方向传播。研究结果可为高速泵的优化设计提供一定的理论参考。