负扬程工况下双向流道泵装置运转特性

摘要

为探究负扬程工况下双向流道轴流泵装置的运转特性，以太湖流域地区某一泵站所应用的双向流道轴流泵装置模型作为分析实例，采用SST(shear stress transfer)k-ω湍流模型对双向流道轴流泵装置的全流道进行非定常计算和流固耦合模拟，运用数值模拟的方法得到水力特性，并与实验结果进行对照分析，以此评估模拟方法的准确性。研究发现，在负扬程工况下，叶轮相当于泵装置中的制动装置。叶片表面的压力分布不均，与设计工况下的水泵运行压力分布差异较大，水流在叶端产生流动分离，导致压力面与吸力面的流速几近对称，叶轮内部的总体流速较为平均，决定叶片和导叶衔接部分涡量分布的核心因素是叶片数；轴向力随着流量增加而减少，呈负增长趋势；此推动力的量值甚至可能转变为负值；叶片的最大变形点位于叶片前段与轮缘相交的夹角上。该成果揭示了在负扬程工况下双向流道轴流泵的运行特点，对泵站系统的优化规划及安全性监测提供一定参考。

关键词

双向流道 / 轴流泵 / 负扬程工况 / 水力性能 / 流固耦合