為研究輸水泵站泵裝置水力性能受葉片角度變化的影響,采用CFD方法模擬全流道泵裝置水力性能,分析設(shè)計流量工況下葉片角度變化對進水流道、出水流道流動及葉輪內(nèi)部流動特性和水力性能的影響.結(jié)果表明:在設(shè)計流量工況下,葉片角度偏離設(shè)計工況角度,葉輪進口近輪轂區(qū)存在回流、脫流;葉片角度偏離設(shè)計工況角度越大,進水流道、出水流道內(nèi)水流流態(tài)越差,水力損失越大.當(dāng)葉片角度調(diào)節(jié)為-8°工況時,與葉片角度-0°工況比較,進水流道和出水流道水力損失相對值最大,分別為1. 28和2. 89,即葉片同等偏離角度下,出水流道水力損失增大幅度較進水流道更加明顯.對比數(shù)值模擬結(jié)果與模型試驗結(jié)果得出,在設(shè)計流量工況,葉片角度為0°時,揚程相對誤差為1. 2%,效率相對誤差為2. 1%,兩者吻合較好.

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【部分圖文】：

圖1泵站單機組計算模型

泵站單機設(shè)計流量為8m3/s，設(shè)計揚程為5.5m，以研究泵站單臺機組為計算模型，包括進水延伸段、肘形進水流道、葉輪、導(dǎo)葉、直管式出水流道、出水延伸段．根據(jù)泵站原型尺寸建立三維數(shù)值模型，如圖1所示．水泵葉輪直徑D=1500mm，葉片數(shù)為4，導(dǎo)葉片數(shù)為7，轉(zhuǎn)速為250r/m....

圖2計算網(wǎng)格示意及網(wǎng)格敏感性分析

文中研究的計算模型組成部件較多，較為復(fù)雜．整體劃分網(wǎng)格難以控制質(zhì)量，并且葉輪和導(dǎo)葉的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，其內(nèi)部水流流動變化急劇，需要相對精細的網(wǎng)格捕捉流動特性，因此采用分塊網(wǎng)格剖分策略．應(yīng)用Turbogrid軟件對葉輪、導(dǎo)葉用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格進行剖分，肘形進水流道、直管式出水流道及進、出水延伸....

圖3不同葉片角度下泵裝置的能量性能

當(dāng)流量為8m3/s，葉片角度為-6°時，揚程為4.36m，效率為75.4%;葉片角度為-8°時，揚程為3.49m，效率為69.3%．在流量為8m3/s，葉片角度從+2°變?yōu)?2°，效率下降了4.2%;葉片角度從-2°變?yōu)?6°，效率下降了5.6%;葉片角度從-6°變?yōu)?8....

圖4不同葉片角度下進水流道的流態(tài)

圖4為葉片角度α為-8°，-6°，-2°，0°，+2°，流量為8m3/s時，肘形進水流道速度v分布情況．由計算可知，各個角度下，肘形進水流道內(nèi)水流沿著流道幾何輪廓轉(zhuǎn)向平滑，無回流區(qū)，流道內(nèi)流速變化均勻，進水流態(tài)較好．表1為5個葉片角度下，肘形進水流道的出口斷面軸向速度分布均勻度....

本文編號：3917429