基于LES方法的轴流泵轮缘间隙流动特性研究

摘要

针对轴流泵轮缘间隙流的非定常性特征,采用LES方法和滑移网格技术,对轴流泵在设计流量工况下的内部湍流进行了数值计算,重点分析了5组轮缘间隙下泵内非定常流场结构.结果表明:随轮缘间隙增加,泵扬程和效率均呈下降趋势;各间隙下,间隙区泄漏流速度均沿径向逐渐增大;泄漏涡与叶片夹角及其影响范围均随间隙增加逐渐增大,超过设计间隙时,主泄漏涡均扩散至相邻叶片正面;当间隙δ/D2大于1.5‰,叶顶间隙内出现分离涡,间隙区形成大量次泄漏涡,其影响范围随间隙尺寸的进一步增加而增大;除大间隙δ/D2=3.0‰外,引起扬程变化区域集中于距叶片出口60％翼弦长区.本文揭示了轴流泵不同间隙尺寸下泵内流场分布规律及泄漏涡特性,对轴流泵优化水力设计及稳定运行具有重要参考价值.