叶片包角对高比转速离心泵水力性能的影响研究

摘要

高比转速离心泵流道宽大,包角的大小将直接影响其水力性能.基于N-S方程和RNG k-ε湍流模型,对5种不同的叶片包角模型在多种工况下分别进行了数值模拟计算分析,以对不同包角下的外特性变化趋势、叶轮内部的三维流线以及湍动能变化规律进行研究.研究结果表明:① 随着叶片包角的增大,离心泵的最高效率点表现为先增加后减小,扬程随着流量的增大而下降,当包角增大到一定限值时,下降的幅度最为明显;② 离心泵叶轮流线在相同的流量下,随着叶片包角的增大,流线愈发平顺光滑且越趋于叶片线型时,叶轮的总压随包角的增大而逐渐减小;③ 在设计工况下,低速区主要集中在叶轮进口的叶片工作面处,随着叶片包角的增大,湍动能逐渐减小;④ 当叶片包角在110°附近时,该泵的水力性能即达到最优.研究结果可为今后对高比转速离心泵的研究提供一定的参考.