基于离心泵反转液力透平的轴向力的数值计算

摘要

以CFD技术为基础,对比转速84.5的单级单吸离心泵正反转运行时内部流动进行三维定常全流场数值模拟,计算采用雷诺时均方程和标准κ-ε湍流模型,压力和速度耦合采用SIMPLEC算法,研究离心泵双向运行在同一转速不同流量情况下轴向力的特性,分析离心泵在泵工况和透平工况下,盖板、叶片、内表面所产生的轴向力的变化情况,并说明其产生的原因,进一步研究泵工况及透平工况下总轴向力的变化趋势.模拟结果表明:随着流量的增大,泵工况下总轴向力逐渐减小,与经验公式变化趋势相吻合,透平工况下总轴向力逐渐增大,其原因还有待进一步研究.在各自的最优工况附近,透平工况的总轴向力是泵工况总轴向力的1.2倍左右;通过计算表明在透平工况下运行时,泵轴强度仍然满足使用要求.