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分流叶片对低比转速离心泵固液两相性能的影响

2021-07-03周月宋文武石建伟

中国农村水利水电 2021年6期

周月,宋文武,宿 科,邓 强,石建伟

(1.西华大学流体及动力机械教育部重点实验室,成都610039;2.西华大学能源与动力工程学院,成都610039)

低比转速离心泵的应用范围广泛,但其内部严重空化所造成的振动噪声等影响运行稳定性的问题却亟待解决。设置分流叶片是改善空化现象常见的叶轮优化方案。河流中普遍存在多泥沙的现象,离心泵工作时不可避免会受到固相颗粒的影响,而固相颗粒不仅会造成离心泵过流部件的磨损,严重时甚至影响其使用寿命。近年来,随着对于固液两相和分流叶片研究的进一步的深入,部分学者发现分流叶片的设置对离心泵固液两相流动也有一定的改善。

黄思等[1]采用拉格朗日离散相模型对IS 型离心泵进行了固液两相非定常模拟,结果表明随颗粒粒径的增加,固液相间的速度差逐渐变大,且颗粒对离心泵的主要磨损位置由叶轮进出口及叶片背面与前盖板交界处逐渐转移至蜗壳隔舌至下游区域;随颗粒浓度的增加,离心泵总平均磨损率呈上升趋势,其中蜗壳磨损率的占比不断增大。项佳梁等[2]对一台高比转速离心泵进行了非定常数值模拟,发现两相流动条件下离心泵的前后盖板处的磨损最为严重,与实验结果相同。董文龙等[3]采用DPM 模型重点研究了大粒径粒子运动轨迹,结果表明大粒子在叶片工作面上存在多次撞击过程,对叶片磨损更严重。邱勇等[4]通过改变工况和颗粒物性着重对固相颗粒对双叶片泵径向力的影响进行了研究,得出有固相颗粒存在时离心泵叶轮径向力的峰值、峰峰值均更大,周期内径向力矢量波动也更大的结论;……

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