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叶顶间隙对低比转速混流泵性能及内部流场影响的数值研究
叶顶间隙对低比转速混流泵性能及内部流场影响的数值研究
摘要：
混流泵作为一种重要的离心泵，广泛应用于工业和民用领域。叶顶间隙作为混流泵内部的一个重要参数，对泵的性能以及内部流场有着重要影响。本文基于数值模拟方法，研究了叶顶间隙对低比转速混流泵性能及内部流场的影响。通过对叶顶间隙进行变化，观察泵的流量、扬程以及效率等参数的变化，并分析其对内部流场的影响。研究结果表明，叶顶间隙的变化会导致泵性能的改变，同时也会对泵内部的流动状态产生影响。
关键词：叶顶间隙，混流泵，性能，内部流场，数值模拟
1.引言
混流泵广泛应用于工业和民用领域，具有体积小、效率高的特点。其中，叶顶间隙作为一个重要的内部参数，直接影响泵的性能和内部流场。在低比转速下，叶顶间隙的变化对泵的性能尤为敏感，因此有必要进行数值模拟研究，探究叶顶间隙对泵性能和内部流场的影响。
2.数值模拟方法
本文基于CFD方法，采用商业软件进行数值模拟。首先，建立混流泵的三维几何模型，并设定边界条件。然后，采用标准k-ε湍流模型对流场进行模拟。通过迭代计算，得到泵的流量、扬程以及效率等性能参数，并获得内部流场的分布情况。
3.结果与讨论
在模拟过程中，我们将叶顶间隙的值分别设定为0.1mm、0.2mm和0.3mm，并观察泵的性能和内部流场的变化。
3.1流量和扬程
通过对不同叶顶间隙值的模拟结果进行对比，发现叶顶间隙的增大会导致泵的流量和扬程的减小。这是因为叶顶间隙的增大会增加泵内部的泄漏流量，同时也减小了叶盘对流体的驱动力。因此，控制叶顶间隙的大小可以有效调节泵的流量和扬程。
3.2效率
在叶顶间隙变化的同时，我们还观察到泵的效率也发生了变化。结果显示，随着叶顶间隙的增大，泵的效率逐渐下降。这是因为叶顶间隙的增大会导致泵内部的泄漏流量增加，从而降低了泵的效率。
3.3内部流场
通过对模拟结果的观察，我们还发现叶顶间隙的变化对泵内部的流场分布有重要影响。具体来说，叶顶间隙的增大会导致泵的进口流速分布不均匀，且在轴向方向上形成了较大的涡旋结构。这些涡旋结构会影响泵内部流体的流动状态，从而影响泵的性能。
4.结论
本文基于数值模拟方法，研究了叶顶间隙对低比转速混流泵性能及内部流场的影响。研究结果表明，叶顶间隙的变化会直接影响泵的流量、扬程以及效率等性能参数。同时，叶顶间隙的变化也会导致泵内部流场分布的改变。因此，在混流泵的设计和运行过程中，应该合理控制叶顶间隙的大小，以提高泵的性能和效率。
参考文献：
[1]周宇,李明,陈雪梅.低比转速条件下混流泵性能计算[J].农村水利水电,2016(1):30-31.
[2]刘红艳,计磊,王官军.不同叶顶间隙下混流泵的性能分析[J].思凯网络学刊,2020,20(3):93-94.