径向间隙对离心泵流动特性影响数值模拟研究

作者：黄泽钊; 宋文武^*; 王宏伟; 欧铭

来源：中国农村水利水电, 2023, 1-17.

• 径向间隙
• 离心泵
• 非定常特性
• 间隙率

针对离心泵非定常流动所引起的蜗壳流道内的压力脉动以及叶轮上的径向力问题，提出改变蜗壳基圆直径的方法来改变叶轮与隔舌之间的间隙，从而改变蜗壳内的压力脉动和叶轮上的径向力。基于SST k-ω湍流模型和SIMPLE算法，研究了径向间隙对蜗壳压力脉动以及叶轮上的径向力的影响。分别设计了4种不同基圆直径的蜗壳，蜗壳基圆直径分别为180mm、184mm、200mm、220mm，其对应的间隙率分别为3.45%、5.75%、14.94%、26.44%。通过对4种模型进行非定常计算，获得不同间隙率下蜗壳内壁的压力脉动特性和作用在叶轮上的径向力。结果表明:偏离设计工况时，叶轮所受的径向力达到设计工况的5～7倍，且径向力的脉动幅值达到设计工况10倍以上；随着间隙率的增大，叶轮所受的径向力脉动幅值减小；当间隙率从5.75%增大到26.44%时，隔舌处压力脉动的脉动幅值减小50%以上；随着间隙率的增大，蜗壳内壁的压力脉动的脉动幅值均减小；当间隙率为26.44%时，蜗壳内壁的压力脉动的脉动幅值约为间隙率为5.75%时的50%；在小流量工况下，适当增大间隙率可以减少叶轮流道内涡的生成。

• 单位
  西华大学