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摘要
为了研究不同进水结构产生的进口非均匀流场对轴流泵水力性能的影响，基于雷诺时均N-S方程和标准k-ε湍流模型，利用CFD软件对立式轴流泵装置进行了数值模拟计算。将进水流道简化为90°进水弯管，对比不同曲率半径的弯管结构造成的非均匀入流与直管均匀入流，并且在其基础上建立2种典型的非均匀入流与直管均匀入流进行对比，得到进口非均匀流场对轴流泵水力性能的影响。将直管均匀入流下的数值模拟结果与模型试验相对比，验证了计算结果的可靠性。结果表明：弯管曲率半径越小，水泵进口流场非均匀程度越高，对立式轴流泵的扬程和效率的影响越大，且这种影响在大流量工况体现更为明显，不同弯管结构产生的进口畸变流场之间效率最大差值达到11%，扬程最大差值达到0.41 m。进口非均匀流条件下的导叶和出水流道水力损失明显增大，并且随着曲率半径减小会在导叶一侧产生漩涡，削弱了导叶回收环量和整流的作用。2种典型非均匀入流与均匀入流对比显示，非均匀流可能会增强叶轮做功能力，使得立式轴流泵扬程有大幅度增加，但会极大的降低叶轮效率。
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单位江苏省水利科学研究院; 扬州大学
