多级离心泵应用普遍且结构复杂,是必不可少的重要流体输送设备。目前对其已有研究几乎全部集中在稳定工况点下开展的,而对其在突然启动瞬态过程中的特性研究却非常少。以一台中比转速多级离心泵为例,基于滑移网格技术和用户自定义函数功能,对该模型泵转速快速上升过程中首级叶轮的内部非定常流动进行了数值计算。结果显示:叶轮进口处的湍动能和湍流强度呈现先降后升再降的变化趋势,而叶轮出口处的湍动能和湍流强度呈现先降后升的变化特征;启动初始时刻,叶轮功率缓慢上升,而后随转速快速上升;无量纲扬程在启动初始时刻具有极大值,随后快速下降至最小值,紧接着又缓慢上升至稳定值点获得启动过程中首级叶轮外特性的变化特性及内部流动的演化特征。1模型与方法1.1计算模型多级离心泵计算模型的额定参数如下：流量Q=280m3/h，扬程H=43m，转速n=1480r/min。本文由公司网站网站 转载中国知网整理!   http://www.dapenggunhuji.com/首级叶轮进口直径D1=175mm，轮毂直径dh=90mm，叶轮外径D2=360mm，叶轮出口宽度b2=26mm，叶片出口角β2=33°，叶片数Z=7，导叶进口直径D3=362mm，导叶进口宽度b3=30mm。计算域如图1所示，网格总数为2072996。其中叶轮和导叶区域采用四面体网格划分，而前后延伸段采用六面体网格。启动特性数值研究-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港电动滚圆机滚弧机折弯机图2为首级叶轮和导叶（包括正反导叶）网格划分示意。其中首级叶轮进口过流断面作为第一观察面，标记符号为No.1；叶轮出口过流断面作为第二观察面，标记为No.2；次级叶轮进口即反导叶出口作为第三观察面，标记为No.3。图1计算域（a）首级叶轮（b）导叶图2首级叶轮和导叶网格1.2控制方程选用RNGk-ε双方程模型封闭雷诺平均方程。该模型考虑了平均流动中的旋转及旋流流动情况，可以更好地处理高应变率及流线弯曲程度较大的流具有二阶精度的中心差分格式，源项的空间离散采用线性化的标准格式。速度和压力的耦合采用SIMPLE算法实现。计算介质为清水，密度ρ=998.2kg/m3，动力黏度μ=1.006mPa·s，并考虑重力影响。迭代计算中所有变量均采用默认的欠松弛因子。时间步长取为0.0001s，计算时间为1s，其中启动时间为0.5s。在每个时间步长内设置最大迭代次数为200次，以保证在每个时间步长内都绝对收敛，收敛残差设为0.0001。2计算结果2.1外特性首先对离心泵外特性进行分析。图3示出启动过程中各个过流断面上压力随转速的演化历程，其中图3（a）为动压历程，图3（b）为静压历程。由于第二观察断面位于叶轮出口，此处圆周速度最大，而动压又与速度的平方成正比，因此，相比与第一断面和第三断面上的动压而言，第三断面上的动压值明显高很多。当启动结束后，第一、二、三断面上的动压平均值分别约为20，130，0.005kPa。此外，由于叶轮与导叶的动静干涉作用，使得第二断面上的动压在启动结束后，稳定值呈现出周期性波动特征，但总体波动幅度并不显著。可以观测到，第一、二断面上的动压随着转速的上升而上升，在到达稳定值的时间上几何同步，均约为0.5s。第三断面位于反导叶出口处，加之关闭出口阀门，故此处流体运动非常微弱，本文计算得到的动压值非常微校相比与图3（a）中的动压而言，图3（b）中的静压数值要大的多。启动结束后，第一、二、三断面上的静压值分别约第一断面静压（即叶轮进口断面）由于未受到叶轮做功影响，静压值较小；由于叶轮做功，第二断面（即叶轮出口）的静压显著提升；正反导叶启动特性数值研究-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港电动滚圆机滚弧机折弯机本文由公司网站网站 转载中国知网整理!   http://www.dapenggunhuji.com/