以某公司在北赵引黄工程中设计的某型号多级离心泵为研究对象,应用CFD软件对其内部流场进行了三维数值模拟。在分析流场的基础上,对过渡流道的结构提出了两种优化方案,并对优化后的多级泵的内部流场进行数值分析,结果对比表明,方案二最优。

导叶出口安放角是影响导叶能量回收能力的关键因素之一,为研究其对双向轴流泵性能的影响,采用流线法设计了11个不同出口安放角的导叶模型,通过数值方法分析各模型内流场特性和外特性。结果表明：设计工况下,出口安放角为70°时,模型效率最高,随着该角度增大,导叶出口后轴截面上的低压区扩大,同时在导叶吸力面中部靠近进口位置出现了较大的低压区,产生脱流及二次回流损失,模型效率下降。说明在设计导叶时,选取较小的出口安放角,且不同截面的翼型骨线采用直线与圆弧的直弯组合形式可以有效改善双向轴流泵在设计工况下的性能。

为研究双向泵在正、反向运行时非稳定区的内流特性，以名以比转速为1600的双向轴流泵为研究对象，采用标准k－ε湍流模型对双向泵进行了正反向、多工况下的非定常数值模拟，比较了正、反向马鞍区内泵的内流特征及压力脉动变化情况，结果表明：反向时鞍型曲线出现的流量减小，马鞍区范围变窄；在所研究工况，正、反向运行时在叶片进口前靠近壁面处、出口后靠近轮毂处以及导叶内均出现了较大尺度漩涡，反向时，叶轮前的大尺度漩涡向上游移动，在轮毂后也形成了较大的回流区，同时，由于流场的非稳定特性，正向在1～2、4～5倍转频，反向在0～2倍转频出现了明显的压力脉动。