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双蜗壳离心泵叶轮出口作为动静干涉产生的重要区域,该区域关键参数的变化不仅影响泵的水力性能,且对压力脉动的大小也起着重要影响作用。为了提高离心泵水力性能,减小流体诱导产生的低频振动,保障离心泵的安全性与稳定性,本文以一比转速为83的双蜗壳离心泵为研究对象,通过改变叶轮外径D2、叶轮叶片数Z、叶片出口厚度对离心泵水力性能进行优化,并研究这些参数改变对双蜗壳离心泵压力脉动与叶轮出流尾迹结构的影响。本课题的主要研究内容及结论如下:1.叶轮-蜗壳径向间隙对双蜗壳离心泵水力性能与压力脉动特性的影响根据叶轮切割定律修改叶轮外径尺寸,该参数的改变直接影响着叶轮-蜗壳径向间隙的大小(叶轮出口流动直接影响因素),以此研究其对双蜗壳离心泵水力性能及内流场压力脉动特性的影响。首先,对比不同叶轮-蜗壳径向间隙下水力性能的改变以及不同流量工况下数值计算值与试验值的误差,得到叶轮外径D2=230mm的双蜗壳离心泵效率最高;进一步分析叶轮-蜗壳径向间隙改变对双蜗壳离心泵压力脉动特性的影响,其中,不同模型下离心泵的压力脉动主频为叶片通过频率及其倍频,且D2=230mm的双蜗壳离心泵压力脉动幅值较低;受射流-尾迹流动结构影响,叶片出口尾部流动相对速度出现分区,且随叶轮旋转,该流动分区逐渐消失,流动产生混合叠加。2.叶轮叶片数对双蜗壳离心泵水力性能与压力脉动特性的影响在满足实验所需水力性能和上述模型泵计算结果的基础上,采用叶轮叶片数与双蜗壳隔舌匹配原理改变叶轮叶片数(叶轮出口流动间接影响因素),研究叶轮叶片数改变对双蜗壳离心泵水力性能及内流场压力脉动特性的影响。首先,研究模型泵在叶轮叶片数改变时在不同流量工况下水力性能参数发生的变化以及数值计算值与试验值的误差,得到叶轮叶片数Z=6的双蜗壳离心泵效率高于其他两种模型泵;进一步分析叶轮叶片数改变对双蜗壳离心泵压力脉动特性的影响,与不同叶轮-蜗壳径向间隙条件下的分析结果类似,此参数条件改变下压力脉动主频为叶片通过频率及其倍频,且Z=6的双蜗壳离心泵压力脉动幅值较低;与不同叶轮-蜗壳径向间隙条件下的尾迹结构分布结果相似,受射流-尾迹流动结构影响,叶片出口尾部流动相对速度出现分区,且随叶轮旋转,该流动分区逐渐消失,流动产生混合叠加。3.叶片出口厚度对双蜗壳离心泵水力性能与压力脉动特性的影响叶轮外径与叶轮叶片数的改变不仅影响离心泵的水力性能,同时对泵内部流动性能产生改变,其中,叶片出口射流-尾迹流动结构对动静干涉区域压力分布产生影响,从而影响压力脉动特性,在此基础上通过改变叶片进出口边厚度(叶轮出口流动次级影响因素),研究不同叶片出口厚度下双蜗壳离心泵水力性能及内流场压力脉动特性分布。首先,通过对比不同流量工况下双蜗壳离心泵的水力性能曲线,得到T2厚度的双蜗壳离心泵效率最高,且额定工况下分别比T1和T3高4.68%、3.34%;该参数条件的改变不仅影响水力性能变化,而且会影响离心泵的压力脉动分布,对比不同监测点处不同叶片厚度的双蜗壳离心泵压力脉动频域分布得到T2厚度的模型泵脉动幅值最低,且脉动主频均为叶片通过频率,三种叶片厚度的离心泵隔舌区域测点的脉动幅值高于蜗壳环向测点;该叶轮参数条件下的叶片尾部流动分布与前两种方法所得结论类似,T2厚度的离心泵运行过程中,随时间周期性旋转的叶片出口流动呈现明显的分区流动,且随时间变化流动分区逐渐消失。