程效锐, 蒋艺萌, 常正柏, 王 堃

(1. 兰州理工大学 能源与动力工程学院, 甘肃 兰州 730050； 2. 兰州理工大学甘肃省流体机械及系统重点实验室, 甘肃 兰州 730050)

半开式叶轮离心泵在工程中是流体输送的重要工具,由于具有构造简单、加工方便、清洗便捷等优点被广泛应用于农业、化工产业等领域.考虑到半开式叶轮离心泵没有前盖板,在工作时为避免叶片与泵壳间发生摩擦、碰撞,需在加工制造时留有一定的叶顶间隙[1-4].叶顶间隙的存在是导致半开式叶轮泵扬程效率偏低的重要因素.晁文雄等[5]发现叶顶间隙的取值范围对半开式复合叶轮离心泵的水力特性有显著影响,减小叶顶间隙,离心泵效能利用率有所提高.Jia等[6]发现较大的叶顶间隙可以改善低比转速离心泵的驼峰现象.叶轮工作时叶片周围介质受叶片压力面和吸力面两侧压差影响,进入叶顶间隙层中形成间隙流,虽然叶顶间隙流区域与主流区域相比占比小[7-8],但间隙处的泄漏流对泵性能的影响不容忽视.流体从叶片压力侧进入叶顶间隙后受到“孔口效应”,在间隙内部加速流动[9].崔宝玲等[10]通过实验验证了液流冲击、流动不均匀和回流是高速开式离心泵叶轮效率低的主要原因.Baoling[11]采用标准k-ε湍流模型对直叶和弯叶开式叶轮离心泵内部流动进行了数值模拟,发现直叶开式叶轮离心泵具有较好的水力性能.叶顶间隙流进入叶片相邻流道形成的泄漏涡是干扰叶轮内部流动的重……