修锉叶片出口形状对固液两相流离心泵性能的影响

摘要

为探究修锉叶片出口对固液两相流泵性能的影响，对比转速为180的离心泵叶片出口分别进行了4种不同形式的修锉，在ANSYS-CFX软件中采用标准k-ε湍流模型进行非定常数值模拟，对比分析各修锉方案对该泵外特性，不同颗粒浓度和颗粒直径对泵的内流场、湍动能以及固相颗粒分布的影响。研究结果表明：固液两相条件与清水条件下的外特性相似，在设计工况下效率最大相差0.59%；但修锉叶片出口工作面（YL2）能够提高泵的水力效率，修锉叶片出口背面（YL3）能够增加泵的扬程。固液两相条件下，湍动能强度会随着颗粒浓度的增大而增大，同一颗粒浓度下湍动能强度随着颗粒直径的增大而减小；方案YL3、YL4能改善前盖板与叶片背面的固相颗粒分布，达到降低磨损的效果。采用方案YL3可设计出性能最优的固液两相流离心泵。

关键词

离心泵 / 修锉叶片出口 / 湍动能分布 / 固相颗粒分布

基金资助

水利部数字孪生流域重点实验室开放基金（Z0202042022）