离心泵叶片数抗汽蚀性双因素方差分析数值模拟

摘要

针对离心泵的汽蚀问题,选用描述黏性不可压缩流体动量守恒的纳维-斯托克斯方程(简称N-S方程)、标准κ-ε模型以及SIMPLEC算法计算求解离心泵内部的流场,应用双因素方差分析的方法研究了诱导轮叶片数n1和叶轮叶片数n2的组合对离心泵抗汽蚀性能的影响.基于离心泵内部流场的压力云图和速度云图分析,发现汽蚀现象易发生在诱导轮叶片前缘和叶轮叶片的吸入口处,n1和n2之间的匹配组合对离心泵的抗汽蚀性能有显著影响.结合离心泵外特性分析发现,n1=4、n2=7时为最佳匹配,与基础模型(n1=2、n2=6)相比,离心泵的汽蚀性能约提升了31％,扬程提升2.2％,效率提升3.7％.基于双因素方差分析的结果,诱导轮叶片数较叶轮叶片数对离心泵抗汽蚀性能的提高贡献更大.