離心泵葉輪的優(yōu)化設(shè)計準(zhǔn)則

2012-05-08

　試驗結(jié)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(xué)厚和分離的特性。又因為葉輪的旋轉(zhuǎn)，在葉輪出口一段區(qū)域內(nèi)呈現(xiàn)射流—— 尾跡"構(gòu)造，紂面層的分離發(fā)生在葉片的背面與葉輪前蓋板相鄰的一段區(qū)域內(nèi)——尾跡區(qū)，葉輪內(nèi)的水力員失主要體現(xiàn)在尾跡區(qū)與剪切層內(nèi)。因此，設(shè)法管理葉輪背面與葉輪前蓋板之間壁面附面層向發(fā)展與過早分離，是離心泵葉輪優(yōu)化設(shè)計的重要要素之一。

葉輪水力模型的優(yōu)化設(shè)計，歸根到底是尋求與其運行狀況相關(guān)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(jié)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(guān)系相當(dāng)復(fù)雜，至今還難以經(jīng)過反問題——措給定流動速度壓力分布規(guī)律反過來求葉輪幾何參數(shù)——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(zhuǎn)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(guī)范，直接經(jīng)過速度分布來鑒別葉輪水力功能的優(yōu)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(yōu)化設(shè)計的根本準(zhǔn)則：

　 (1)葉輪內(nèi)流場分布應(yīng)滿足：葉片負荷△緲在葉片入口時較小，沿流向單調(diào)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(xiàn)脫流現(xiàn)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(shè)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(yè)制造有限公司

2012年05月08日星期二

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