基于大渦模擬的離心泵蝸殼內(nèi)壓力脈動(dòng)特性分析-修改

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1、基于大渦模擬的離心泵蝸殼內(nèi)壓力脈動(dòng)特性分析-修改基于大渦模擬的離心泵蝸殼內(nèi)壓力脈動(dòng)特性分析袁建平，付燕霞，劉陽(yáng)，張金鳳，裴吉（江蘇大學(xué)流體機(jī)械工程技術(shù)研究中心，江蘇鎮(zhèn)江212013）摘要：為了研究由離心泵內(nèi)部非定常流動(dòng)引起的蝸殼流道內(nèi)的壓力脈動(dòng)這一現(xiàn)象及其特性，針對(duì)帶有三長(zhǎng)三短葉片葉輪的離心泵，采用大渦模擬方法計(jì)算包括吸水室、葉輪和蝸殼全流道的流場(chǎng)，獲得蝸殼流道壓力脈動(dòng)分布特性，并對(duì)其進(jìn)行了頻域和時(shí)域分析。結(jié)果表明：由于葉片和蝸殼的動(dòng)靜相干作用，蝸殼內(nèi)的壓力脈動(dòng)比較明顯；在設(shè)計(jì)工況下，葉輪與蝸殼交界面周向上的隔舌處脈動(dòng)最大；蝸殼內(nèi)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)壓力脈動(dòng)的主頻都是長(zhǎng)葉片的通過頻率，次主頻為葉片的通

2、過頻率；蝸殼流道不同斷面上的壓力脈動(dòng)基本一致，而擴(kuò)壓管內(nèi)的壓力脈動(dòng)要比螺旋段的更有規(guī)律性；設(shè)計(jì)工況下，蝸殼內(nèi)壓力脈動(dòng)沒有明顯的高頻成分。關(guān)鍵詞：離心泵；壓力脈動(dòng)；蝸殼；大渦模擬；時(shí)域與頻域分析中圖分類號(hào):TH311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：PressurefluctuationanalyseswithinvoluteofcentrifugalpumpbasedonlargeeddysimulationYuanJianping，F(xiàn)uYanxia，LiuYang，ZhangJinfeng，PeiJi(ResearchCenterofFluidMachineryEngineeringandTech

3、nology，JiangsuUniversity，Zhenjiang，Jiangsu212013，China)Abstract：Inordertostudythecharacteristicsofthepressurefluctuationincentrifugalpumpvolutecausedbyunsteadyflowinsidetheflowfieldofacentrifugalpump,basedonlargeeddysimulation（LES）,itswholeflowfieldwascalculatedincludingthevolutesuction,impelleran

4、dvoluteofacentrifugalpumpwhoseimpellerhasthreelongbladesandthreeshortblades.Thepressurefluctuationinthevolutewasanalysedinthetimedomainandfrequencydomain.Theresultsshowthatthefluctuationappearsobvious,resultingfromtheinteractionoftheimpellerandvolute.Atthedesignflowratethemaximumfluctuationamplitu

5、deoccursatthecircumferenceoftheinterfacesbetweentheimpellerandvolute.Themainfrequencyatthemonitorpointsinvolutearealllongblades’passingfrequencyandthesub-frequencyisthesplitterblades’passingfrequency.Itcanbeachievedthatthepressurefluctuationofthedifferentsectionsofvolutewasbasicallyidenticalwhilet

6、hepressurefluctuationismoreregularinthediffuserpipethanthatinthespiralsegment.Thereweren’tsignificanthigh-frequencycomponentsinvoluteatthedesignflowrate.Keywords：centrifugalpump；pressurefluctuation；volute；largeeddysimulation(LES)；time-frequencydomainanalyses由于離心泵的空間非對(duì)稱性結(jié)構(gòu)，葉輪高速旋轉(zhuǎn)、葉輪和蝸殼的動(dòng)靜干涉相互作用以及流體

7、的高粘性，其內(nèi)部流動(dòng)呈現(xiàn)出復(fù)雜的非定常特性。這種非定常流動(dòng)會(huì)引起流場(chǎng)的壓力脈動(dòng)，進(jìn)而會(huì)引起泵系統(tǒng)及其設(shè)備的振動(dòng)及噪聲，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞設(shè)備。因此研究蝸殼內(nèi)部的壓力脈動(dòng)特性對(duì)提高泵運(yùn)行穩(wěn)定性具有實(shí)際意義。目前,對(duì)于離心泵內(nèi)部流場(chǎng)壓力脈動(dòng)的研究主要集中在試驗(yàn)方面，至今仍沒有一個(gè)理論來精確預(yù)測(cè)壓力脈動(dòng)的大小。Wang等[1-2]試驗(yàn)研究了導(dǎo)葉內(nèi)的壓力脈動(dòng)，得出其主要頻率的壓力脈動(dòng)出現(xiàn)在非設(shè)計(jì)點(diǎn)時(shí)的葉頻（BladePassingFr