轴流泵叶轮内部流动特性数值模拟

摘要

结合南水北调东线工程某泵站模型泵,运用数值模拟与模型实验相结合的方法,采用计算流体动力学软件FLUENT,在多重参考坐标系下,利用有限体积法对雷诺时均Navier-Stokes方程进行数值离散,选用标准k??湍流模型,SIMPLIEC方法求解,对轴流泵模型装置全流道进行了数值模拟,分析了不同流量下轴流泵叶轮区的流动特性。结果表明:小流量工况下叶轮进出口存在漩涡区,叶轮内部速度分布紊乱,存在大面积回流,将影响轴流泵的水力性能;叶轮进口流态随着流量的增大得到改善,进出口水流轴向速度沿径向逐渐增大,在设计工况点,叶轮内部水流沿翼型绕流平稳,叶轮区湍流强度分布均匀;大流量工况下叶轮内部水流速度脉动较大,能量损失较多;叶片扭曲的翼型决定的叶片外缘的做功能力大于叶片内侧;数值计算和模型试验的结果整体误差不超过±5%,吻合较好,说明数值计算的准确可靠。