典平鸽

(河南城建学院环境与市政工程系,河南 平顶山 467001)

离心泵是应用非常广泛的通用机械。在离心泵的设计和使用过程中,其空化性能通常是必须考虑的因素之一。离心泵在运行过程中,当泵内部局部位置的压力低于输送液体汽化压力时,就会有气泡产生,发生空化。当离心泵内部发生严重空化时,会引起泵外特性的改变,产生振动噪声以及引起过流部件的腐蚀破坏[1-2],因此有必要对离心泵空化发生时的内部流动、气泡分布规律及对泵外特性的影响等进行深入研究。

目前对泵进行研究主要有试验和数值计算[3-4]2种方法。试验是比较传统的研究方法,由于空化机理的复杂性以及空化试验费用高昂,对泵内部的空化进行试验研究进展缓慢。随着计算机技术的发展,应用ANSYS-CFD技术已经能够准确地对泵的空化性能进行预测以及对泵内部空化发生时的气液两相流进行分析[5-7]。本研究应用ANSYS-CFX软件,对比转速为66的离心泵在设计工况下进行了空化性能的数值计算和分析,得到了泵空化时内部气液两相流场的分布规律,对其在空化初生、临界空化余量和许用空化余量时内部气液两相的分布进行了研究和探讨,并对数值计算结果的准确性进行了试验验证。

1 泵的设计参数

采用单级单吸轴向吸入型离心泵。主要设计参数为:流量 50m3/h,扬程 50m,转速 2950r/min,比转速66。

2 数值计算模型和参数设置

计算区域由直锥形吸入室、四圆柱形叶片叶轮和螺旋形蜗壳3部分组成,为避免进出口速度梯度较大而影响计算结果,对吸入室和蜗壳出口进行了4倍管径延伸。……