低比转速复合叶轮离心泵内的非定常流动特性

摘要

为了研究低比转速离心泵内由叶轮/蜗壳相互作用所引起的非定常流动特性,基于滑移网格和RNGk-ε湍流模型计算了具有4长8短复合叶轮离心泵内部的非定常流动。计算结果显示,离心泵内部速度和压力在空间上呈现高度非对称性,在时间上呈现高度非定常性。蜗壳第Ⅳ断面和第Ⅷ断面速度变化规律基本一致,周向速度沿蜗壳径向减小,第Ⅷ断面出现负的径向速度,流动最为复杂。叶轮和蜗壳的动静耦合是产生压力脉动的主要原因,压力脉动的频率受叶轮转频控制,主频为叶片通过频率。蜗壳周向的脉动压力幅值呈现上下波动,但从第Ⅰ断面到第Ⅷ断面其幅值整体上在逐渐衰退,直到蜗壳第Ⅷ断面达到最小。与定常计算相比,在设计点下非定常计算所得的有效扬程更接近实验值,说明非定常计算可以比较准确地预测泵的扬程。