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上海長申泵業制造有限公司
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單葉片潛水排污泵壓力脈動分析
2021-7-9 閱讀(1035)
單葉片潛水排污泵內部的水力激振，動靜干涉，二次流以及汽蝕等因素影響著水泵的穩定運行，對于潛水泵內部壓力脈動的研究可以進一步判斷引起振動的原因，有利于提高泵運行穩定性。由于水泵是封閉結構，并且內部流動尤為復雜，不同工況會表現出不一樣的脈動幅值，對于內流場的實驗研究較為困難，常用的實驗方法是PIV高速攝影技術，這需要制作有機玻璃材質的試驗模型，試驗周期較長，成本偏高，因此采用數值模擬CFD技術對單葉片潛水排污泵內部壓力脈動特性進行研究是有效方法之一。目前，單一的研究手段已不能滿足試驗的高精度需求，將CFD模擬技術，流動測試技術和壓力脈動特征信號提取技術相結合，研究潛水泵內非定常壓力脈動特征。本文計算所采用的湍流模型為通用標準的 k-ε 湍流模型，分析不同位置的壓力脈動規律。在蝸殼和葉輪出口邊設置多處壓力脈動監測點，分析水泵內部壓力分布情況，尋找壓力脈動分布規律。
通過研究發現，當葉輪轉到隔舌時，葉輪出口的壓力產生了劇烈變化，有段時刻會出現了陡然下降然后緩慢降低直至波谷；壓力的突然變化說明單葉片泵內部流動紊亂，由于只有一個葉片對介質做工，輸送介質的能力降低，效率也會隨之下降，單葉片葉輪中的漩渦和二次流擴散使得葉輪內部流動變得不穩定，所以出口處的壓力在不斷變化，三點變化一致表明出口水流流動均勻。
由于葉輪和隔舌的動靜干涉以及水流在隔舌處力撞擊，產生振動和多余的能量損耗，導致壓力極不穩定，一個周期內，壓力變化明顯；當葉輪葉片出口邊靠近隔舌時，壓力達到峰值，此時壓力監測點的波動也隨之增大，這是因為此刻葉片出口處的壓力最大，形成的撞擊也比較劇烈，泵的振動幅度增大；隨著葉輪的轉動，隔舌處的壓力波動逐漸降低；壓力波動紊亂說明單葉片離心泵在運行過程中內部流動不均勻，能量損失大，這也是單葉片離心泵效率低的原因之一。
