漂浮取水泵叶片几何参数优化数值模拟
2016-03-23张世富张起欣张冬梅后勤工程学院国家救灾应急装备工程技术研究中心重庆403后勤工程学院军事供油工程系重庆403
中国农村水利水电 2016年10期
关键词:模型
张世富,吴 杰,张起欣,张冬梅(. 后勤工程学院国家救灾应急装备工程技术研究中心,重庆 403;. 后勤工程学院军事供油工程系,重庆 403)
机动供水系统是一套可移动的取水供水装备,以其快速投运、大流量持续取水供水、良好的环境适应性等特质在大型火灾救援、城市应急排涝等场合广泛使用[1]。漂浮取水泵是该系统的核心部件。目前,有关漂浮取水泵的研究主要在于原理和应用方面,关于其内部流场分布情况、叶片受力规律、叶片参数优化等方面的文献较少。本文主要对叶轮几何参数中的叶片数、包角度数和叶片厚度进行了优化研究,利用Pro/E软件进行模型构建,Fluent软件进行数值模拟,并结合ANSYS软件进行结果后处理,得到了不同叶片数、包角度数、叶片厚度情况下,漂浮取水泵的外特性曲线、内部流场分布情况以及叶片受力等规律,为下一步泵的参数定型、模型生产、性能测试等环节奠定基础。
1 漂浮取水泵水力设计及模型构建
已知漂浮取水泵的额定流量Q=900 m3/h、扬程H=20 m、额定转速n=2 000 r/min,按照速度系数法对泵的参数进行初选,结合普夫莱德尔(Pfleiderer)公式、叶片出口轴面速度公式、泵的基本方程等,联立求解得到关于泵出口圆周速度u2的精确解公式,从而求得叶轮出口直径D2的精确解,对比初选值和精确解的误差,采用二分法进行迭代求解,当二者差值达到精度e时输出结果,具体过程如文献[2]所示。得到漂浮取水泵叶轮参数优化结果,如表1所示。

表1 漂浮取水泵叶轮参……
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