平面S型轴伸贯流泵装置泵内流动特性研究

作者：全莉; 刘颖^*; 吴泽昊; 严杰

来源：灌溉排水学报, 2023, 42(03): 90-96.

DOI：10.13522/j.cnki.ggps.2022208

• 平面S型轴伸贯流泵
• 涡量
• 压力脉动
• 流动特性
• 数值模拟

【目的】探究低扬程泵站平面S型泵装置内压力脉动特性和流动稳定性。【方法】采用软件CFX开展三维全流道数值模拟，湍流模型选择为RNG k-ε。采用快速傅里叶变换对压力信号进行处理，在Ansys后处理系统中对流场数据进行可视化处理。分析了小流量工况0.8 Qd、设计工况Qd和大流量工况1.2 Qd等3个典型工况下泵装置内的流动特性、压力脉动特性和涡量分布特性。【结果】进水流道内水流流态稳定，流量工况主要影响出水流道内的流动稳定；叶轮内压力脉动激励源为叶轮的旋转作用，在叶轮进口脉动频率成分复杂，主频为叶频；而叶轮出口脉动幅值较小，存在明显的低频脉动；进水流道内水流涡量接近0，叶轮室、导叶室和出水流道内的涡量差别很大，受到叶轮的旋转扰动叶轮室内和导叶室内流场涡量最大。小流量工况下泵段和出水流道内的涡量差异最大，随着流量的增大涡量减小。【结论】涡量分布规律与泵装置内流态变化一致，这从能量的角度解释了不同流量工况下流动稳定差异的原因。研究结果对充分了解平面S型泵装置内流动特性和流动稳定机理提供理论指导，对工程运行提供借鉴意义。