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潜水轴流泵叶轮内部流动的数值模拟与实验


基于Navier-Stokes方程组和标准k-ε模型,采用SIMPLEC算法对轴流泵叶轮内流场进行数值模拟,将计算出口叶轮根部位置的速度流线分布和PIV测量结果进行对比,发现两者较吻合,由此证明了数值计算的有效性和准确性;进而分析了在不同流量工况下叶轮出口的流动结构及造成其效率降低的原因;研究了轴流泵间隙流动对轴向速度的影响.结果表明:在50%轴向弦长位置产生轴向逆流,并沿轴向下游影响稍有减弱;在50%轴向弦长处初步形成通道涡,并沿下游通道涡心向压力面靠近,通道涡在出口处已得到较大程度减弱.

轴流泵叶轮内部的流动损失主要由叶型损失、二次流损失和端部损失组成,其中,二次流损失和端部的间隙流动损失在叶轮总损失中占较大比例[1],并直接影响泵装置的性能.因此,二次流动和间隙流动的研究对提高轴流泵的效率具有重要意义.数值计算作为轴流泵内流场流动研究的重要手段


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