離心泵葉輪的優化設計準則

2012-05-08

離心泵葉輪的優化設計準則

　試驗結果表明，在葉輪葉片的背面和運行面都存在附面層。其中以背面的附面層具有學厚和分離的特性。又因為葉輪的旋轉，在葉輪出口一段區域內呈現射流—— 尾跡"構造，紂面層的分離發生在葉片的背面與葉輪前蓋板相鄰的一段區域內——尾跡區，葉輪內的水力員失主要體現在尾跡區與剪切層內。因此，設法管理葉輪背面與葉輪前蓋板之間壁面附面層向發展與過早分離，是離心泵葉輪優化設計的重要要素之一。

葉輪水力模型的優化設計，歸根到底是尋求與其運行狀況相關的流速場的問題。在比較了三種典型的流速場的葉輪水力功能試驗結果后，認定方案屬于較為理想的速-度分布。因為時輪流速分布與葉輪流道問的關系相當復雜，至今還難以經過反問題——措給定流動速度壓力分布規律反過來求葉輪幾何參數——來確定水力模型。況且實際上離心泵葉輪三元運算速度流場隨泵型，比轉速及運行狀況要求改變較多，一般并不像給出的速度場那樣規范，直接經過速度分布來鑒別葉輪水力功能的優劣尚有一定困難，因此本文將速度場方案C中具有決定性作用的要素作為三元葉輪優化設計的根本準則：

　 (1)葉輪內流場分布應滿足：葉片負荷△緲在葉片入口時較小，沿流向單調勻緩增加，在接近葉輪出處達到頂點。

　 (2)葉輪前蓋板與葉片背面相鄰壁面的附面層動量厚度盡可能小。

　 (3)為避免葉輪過早出現脫流現象，盡量使葉片背面上的流動滿足約束條件，但取值尚未明確，可參考改型設計時選取較高的r值，比原型在葉輪出口附近的值高。

上海帕特泵業制造有限公司

2012年05月08日星期二

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