后導葉葉片掃掠對軸流泵性能的影響.pdf

1、后置導葉是軸流泵中重要的能量回收部件。通過后導葉回收葉輪出口速度環(huán)量，將動能轉換為壓能，不僅可以減小流道水力損失，提高泵及泵裝置的水力效率，還有利于泵站的穩(wěn)定運行，因此，對導葉的優(yōu)化設計研究具有重要的學術意義和工程應用價值。
　　本文采用CFD數(shù)值模擬的方法研究后導葉葉片掃掠不同角度下對軸流泵性能的影響。以減少導葉進、出口及導葉背部的脫流，提高導葉體的環(huán)量回收能力為目的，總共進行了六個不同的掃掠方案的導葉設計。通過將導葉片各翼型斷

2、面三維坐標值整體順時針或逆時針旋轉一定的角度，得到不同掃掠角度下的導葉葉片，采用標準k-ε湍流模型對六種導葉掃掠方案對應的軸流泵段各進行8個流量工況下的定常和非定常的數(shù)值模擬計算和比較分析。同時為了進一步研究+16°導葉對軸流泵內部水壓力脈動的影響，在葉輪進口、葉輪與導葉間、導葉間及導葉出口四個斷面上布置20個監(jiān)測點進行了壓力脈動的監(jiān)測。首先，對所有監(jiān)測點在最優(yōu)工況下進行了監(jiān)測，然后又采用三個不同的流量工況下對各斷面上中間的監(jiān)測點進行壓

3、力脈動監(jiān)測，得到各監(jiān)測點壓力脈動的時域特性，并經(jīng)過FFT變換得到頻域特性。
　　通過分析比較可知導葉葉片向前掃掠比向后掃掠的效率要高，并且在+16°導葉的軸流泵段效率達到最高，通過模型試驗，驗證了數(shù)值模擬的可靠性。對+16°導葉數(shù)值模擬內部流場分析可知，導葉前掠比0°導葉可以更好的減小導葉的脫流情況，尤其在靠近導葉出口輪轂處，能更好的回收速度環(huán)量。壓力脈動非定常分析可知:不管0°導葉還是+16°導葉，所有監(jiān)測點的壓力脈動頻率主要以

4、葉頻為主，從輪轂到輪緣的壓力脈動幅值，葉輪前是逐漸增大，葉輪與導葉之間、導葉間是先減小后增大，導葉后是先增大后減小，總體上所有監(jiān)測點在+16°導葉的壓力脈動幅值比0°導葉要小，其中在導葉間和導葉出口處壓力脈動幅值平均要小40％左右;大流量工況和最優(yōu)流量工況下，0°導葉除了在導葉出口處監(jiān)測點壓力脈動頻率主要以轉頻為主外，其他的壓力脈動頻率主要以葉頻為主，而+16°導葉各監(jiān)測點壓力脈動頻率主要以葉頻為主;小流量工況下，在導葉間、導葉出口的監(jiān)