基于徑向基函數(shù)的葉片進口邊對離心泵空化性能的影響預(yù)測.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，流體力學(xué)、計算流體力學(xué)、流體機械測試技術(shù)等學(xué)科的理論與應(yīng)用得以有較大進步，從而使得離心泵內(nèi)部流動問題的研究也得到迅速發(fā)展。目前離心泵的應(yīng)用越來越廣泛，對離心泵在各個領(lǐng)域的安全、穩(wěn)定運行也提出越來越高的要求。但是，作為水力機械中的一大難題-空化，一直制約著離心泵的發(fā)展，其不僅對離心泵的穩(wěn)定運行產(chǎn)生影響，還對離心泵的過流部件造成較大的破壞。影響其內(nèi)部空化發(fā)生的因素有很多，本文以離心泵葉片進口邊為研究對象，采用數(shù)值計算

2、與理論分析相結(jié)合的方法對葉片進口邊形狀及位置對離心泵空化性能的影響進行研究及分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過對不同離心泵葉片進口邊形狀進行對比分析，發(fā)現(xiàn)圓錐型葉片進口邊的離心泵具有更優(yōu)秀的空化性能，該葉片在進口部分更符合流線形規(guī)律，可改善流體在該處的入流狀態(tài)，減少葉片進口邊對流體的沖擊作用。⑵保持葉輪軸面截線形狀不變，通過改變軸面截線上葉片進口邊在前、后蓋板處的位置，得到具有不同前、后掠角度的葉片進口邊，經(jīng)過數(shù)值計算得到不同

3、葉片樣本的空化性能曲線，并對離心泵內(nèi)部空泡分布情況進行分析，可總結(jié)出當(dāng)葉片進口邊在前蓋板處位置改變時對空化性能有較大影響，而葉片進口邊在后蓋板處位置改變時對空化性能影響較小。⑶分析了不同葉片樣本的葉片載荷分布情況，葉片進口邊在前蓋板處前掠時具有較好的空化性能，其與原型葉片相比在葉片進口部分具有較小的載荷分布，葉片工作面壓力較低，葉片背面壓力較高。從而當(dāng)離心泵進口壓力降低時，該葉片與原型葉片相比其背面壓力更難降低到該溫度下液體的汽化壓力，

4、從而在葉片背面進口邊附近更難以產(chǎn)生空泡，因此具有較好的空化性能。而葉片進口邊沿著后蓋板前掠使得進入葉輪的小部分流體受到葉片由后蓋板向前蓋板方向的作用力，并且葉片背面后蓋板處提前受到液流的沖擊使該處壓力比原型更高，這兩個因素阻止了在進口邊前蓋板處產(chǎn)生的氣泡向后蓋板擴散，從而可以避免氣泡對葉片流道的堵塞，因此這種離心泵樣本在內(nèi)部空化有一定程度之后揚程下降速率更慢。⑷對具有不同葉片樣本的離心泵蝸殼內(nèi)部非定常壓力脈動情況進行了分析，具有較好空化

5、性能的葉片樣本，在相同NPSHa時其葉輪內(nèi)部空化區(qū)域更小，從而對內(nèi)部流域的流動影響較小。而空化性能較差的葉片樣本，葉輪內(nèi)部較大的空化區(qū)域?qū)е氯~輪內(nèi)部流動的紊亂，產(chǎn)生較多的漩渦，從而直接影響到蝸殼內(nèi)部壓力脈動的程度。⑸提出了基于徑向基函數(shù)（RBF）的葉片進口邊位置對離心泵空化性能的影響預(yù)測，將葉片進口邊前蓋板處扭掠角度和后蓋板處扭掠角度作為兩個設(shè)計變量，將離心泵的必需空化余量NPSHr值作為預(yù)測值，利用 RBF方法建立了不同葉片進口邊位置