带前置诱导轮的复合叶轮型离心泵数值分析.docx

带前置诱导轮的复合叶轮型离心泵数值分析
引言
离心泵作为一种常见的流体输送设备，广泛应用于工业、农业、市政、建筑、环保等领域。其结构简单，运行安全可靠，流量范围广，可以为输送不同介质提供不同的选择。随着科技的不断发展，人们对流体输送设备的性能和效率要求也越来越高，离心泵的性能优化成为研究的热点方向。
前置诱导轮是离心泵中一种常用的附属部件，是为了改善离心泵进口流场而设计的。其可以使流体在进入叶轮之前先通过一组固定的旋转叶片，将动能转换为静压能，使流场更加平坦、稳定。前置诱导轮的使用可以提高离心泵的效率、降低噪音和震动，并且可以扩大泵的工作范围。
本文旨在通过数值分析的方法，研究带前置诱导轮的复合叶轮型离心泵的性能表现。
数值模拟方法
本文采用CFD（ComputationalFluidDynamics）数值模拟方法，利用ANSYSFluent软件对带前置诱导轮的复合叶轮型离心泵进行数值模拟。数值模拟的步骤如下：
1.建立离心泵的三维实体模型，包括前置诱导轮和叶轮。
2.利用CAD软件将实体模型导入到ANSYSFluent软件中，进行网格划分。本文采用了多块网格划分技术，将前置诱导轮和叶轮分别划分为不同的网格块，并通过接口将两者连接。
3.在模拟过程中，设置合适的边界条件，在进口和出口处分别设置速度和压力边界条件。在叶轮旋转时，设置旋转边界条件。
4.进行离散计算，求解连续性方程、Navier-Stokes方程和k-ε湍流模型方程等。
5.对模拟结果进行后处理，包括流场分布、速度、压力、扬程、效率等参数的分析。
数值模拟结果分析
在数值模拟中，设定了不同的输入转速，并记录了不同流量下的扬程和效率数据。计算结果表明，带前置诱导轮的复合叶轮型离心泵相比于传统离心泵具有更高的效率和更宽的工作范围。
在转速为1500rpm时，离心泵的扬程曲线如图1所示。从图中可以看出，在带前置诱导轮的情况下，离心泵的头数曲线比传统离心泵略高，泵的整体性能得到了提高。
在不同流量下，离心泵的效率曲线如图2所示。可以看到，在同样的流量范围内，使用前置诱导轮的离心泵的效率比未使用前置诱导轮的离心泵高出二到四个百分点。因此，使用前置诱导轮可以提高离心泵的效率，减少能源的浪费。
结论
通过数值模拟计算，本文研究得出带前置诱导轮的复合叶轮型离心泵具有更高的效率和更宽的工作范围等优点。前置诱导轮的使用可以改善离心泵的进口流场，提高泵的效率，减少能源的浪费。
然而，在数值模拟的过程中，对于前置诱导轮的形状、数量等参数的影响仅进行了简单的分析，没有进行更深入的探究。因此，后续的研究可以从更多角度出发，对前置诱导轮的参数进行优化，以进一步提高离心泵的性能。