排灌机械工程学报
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排灌机械工程学报  2010, Vol. 28 Issue (5): 374-377    DOI: 10.3969/j.issn.1674—8530.2010.05.002
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不同叶顶间隙下的轴流泵内部流场数值计算
施卫东, 张  华,  陈  斌, 张德胜, 张  磊
(江苏大学 流体机械工程技术研究中心, 江苏 镇江 212013)
Numerical simulation of internal flow field in axial flow pump with different blade tip clearance sizes
Shi Weidong, Zhang Hua, Chen Bin, Zhang Desheng,  Zhang Lei
(Research Center of Fluid Machinery Engineering and Technology, Jiangsu University,  Zhenjiang,  Jiangsu 212013, China)
 全文: PDF (444 KB)   HTML (1 KB)   输出: BibTeX | EndNote (RIS)      背景资料
摘要 基于标准k-ε双方程湍流模型和SIMPLEC算法,采用结构化网格技术,对轴流泵分别为0.15,0.50,1.00,2.00 mm的叶顶间隙进行了多工况数值模拟,讨论了不同叶顶间隙大小对泵性能的影响,并分析了叶轮出口轴面速度、出口环量的分布以及叶顶泄漏流和泄漏涡随叶顶间隙的变化情况.数值计算结果表明,当叶顶间隙超过0.50 mm时,泵性能下降的幅度明显增大;叶轮出口轴面速度在轮毂壁面和叶顶间隙处减小,而环量增加;叶顶间隙越大,轴面速度和环量受泄漏流的影响越大;通过数值模拟捕捉到不同间隙下叶顶泄漏流和泄漏涡,分析得出泄漏涡是由于泄漏流与主流发生卷吸作用而形成的,且泄漏涡在流道内的运动轨迹与叶顶间隙大小关系密切.
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作者相关文章
施卫东
张德胜
磊
关键词轴流泵   叶顶间隙   轴面速度   环量   泄漏涡     
Abstract: The axial pump impellers with blade tip clearances of 0.15,0.50,1.00,2.00 mm were simulated in the multi-condition by CFD software based on standard k-ε turbulence model and SIMPLEC algorithm, using structured grid technology. The influence of different tip clearances on the performance of the axial pump and the meridional velocity, and circulation were discussed. The formation of leakage flow and leakage vortex was investigated with different tip clearance sizes.When the blade tip clearance is more than 0.50 mm, numerical results show that the decline trend of the pump performance significantly increases, the axial velocity near the hub and blade tip clearance decreases, and the circulation increases . The larger of blade tip clearance, the greater impact of the leakage flow on axial velocity and circulation. By numerical simulation, leakage flow and leakage vortex under different blade tip clearances are captured, and the analysis come to the conclusion that the tip clearance leakage vortex is formed by leakage flow entraining with mainstream and its trace is closely related to the tip clearance size.
Key wordsaxial flow pump   tip clearance   meridional velocity   circulation   leakage vortex   
收稿日期: 2010-03-20; 出版日期: 2010-09-30
基金资助:

国家自然科学基金资助项目(51079063);江苏高等学校优秀科技创新团队项目(苏教科(2009)10号);国家科技人员服务企业行动项目(2009GJC30002)

通讯作者: 施卫东(1964-),男,江苏南通人,研究员,博士生导师(wdshi@ujs.edu.cn),主要从事流体机械及工程研究.    
作者简介: 张华(1988-),男,江苏南京人,硕士研究生 (zhh091088@126.com),主要从事流体机械及流动特性研究.
引用本文:   
施卫东, 张,华等. 不同叶顶间隙下的轴流泵内部流场数值计算[J]. 排灌机械工程学报, 2010, 28(5): 374-377.
SHI Wei-Dong, Zhang,HUA et al. Numerical simulation of internal flow field in axial flow pump with different blade tip clearance sizes[J]. Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engin, 2010, 28(5): 374-377.
 
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