螺旋形蜗壳型式对高比转数离心泵性能的影响

摘要

为了研究2种不同螺旋形蜗壳型式下高比转数离心泵的水力特性，以某一螺旋形单蜗壳为原型，设计了一台各截面面积相等、主要几何参数相同且带有对数螺旋形隔板的双蜗壳．选用SST k－ω湍流模型，应用ANSYS 14.5软件，对单、双蜗壳高比转数离心泵进行了不同工况的三维湍流数值计算，并利用原型泵的外特性试验，验证了数值计算方法的准确性．结果表明：在大流量工况下，双蜗壳泵具有更高的水力效率和扬程；额定工况及小流量工况下，隔板的存在影响不大．此外，双蜗壳内的压力脉动整体小于单蜗壳内的，尤其在靠近蜗壳出口处，双蜗壳内的监测点压力脉动幅值显著降低，这表明隔板能有效地抑制压力脉动；从扩散管段的截面流线图可以看出其流动比单蜗壳的更顺畅；不同工况下，双蜗壳匹配作用下的叶轮所受径向力均小于单蜗壳作用下的，尤其在大流量工况下，差值最大，说明隔板也能更好地平衡叶轮所受径向力．这对高比转数离心泵水力设计具有一定的参考价值．