混流泵作透平的數(shù)值計算與試驗1

研究對象為1臺比轉(zhuǎn)速為 220 的混流泵作透平.設(shè)計揚程10 m.軸功率5 kW?；炝鞅米魍钙礁髦饕^流部件具體參數(shù)見表 1。采用的混流系作透平試驗臺示意圖見圖 1其中增壓泵提供高壓流體，高壓流體通過管道進人混流泵作透平,帶動葉輪旋轉(zhuǎn)。通過流量傳感器可以準確采集到透平的實時流量，通過透平進出口的壓力傳感器可得到透平進出口的壓力，從而算出透平揚程測功機通過勵磁電流可使透平轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在1450rpm，并準確測出混流泵作透平的軸功率。試驗臺測量的揚程、流量、軸功率、效率的相對誤差分別為士0.5%、士0.72%士0.4%、士0.97%。

采用ICEM 對流場進行六面體結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格裝配圖見圖 2。流域主要分為蝸殼、葉輪、蝸殼與葉輪間隙、尾水管、前泵腔間隙和后泵腔間隙6個區(qū)域，保證近面處 y值均小于100。對網(wǎng)格無關(guān)性進行檢查.發(fā)現(xiàn)當網(wǎng)格數(shù)量大于180X10’個時，效率的波動小于 0.5%.因此本文的網(wǎng)格數(shù)控制在 180X10’ 個以上。

采用 ANSYS CFX 對混流泵作透平進行流場計算,分析類型設(shè)置為穩(wěn)態(tài)，介質(zhì)采用 25 C的常溫水，湍流模型選用ke,進口設(shè)置為壓力進口，為 1atm.出口為質(zhì)量流量出口，通過改變流量的大小獲得不同流量下的揚程和效率，葉輪部分設(shè)置為旋轉(zhuǎn)域，轉(zhuǎn)速1450 rpm，其余部分設(shè)置為靜止域，蝸殼與葉輪交界面及葉輪與尾水管交界面設(shè)置為動靜交接面，其余交界面設(shè)置為靜靜交界面。壁面粗髓度設(shè)置為 50 pm，無滑移。計算步長設(shè)置為 2000 步，收斂精度設(shè)置為 10。