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低比转速离心泵的H-Q性能曲线比较平坦,容易产生驼峰。驼峰特性曲线的关死点扬程低于泵的最大扬程值,在运转中不稳定,特别是在小流量工况,泵和管路系统内可能会产生振动和噪声,具有较大的危害性。因此寻找简单易行的消除泵特性曲线驼峰的方法具有重要的意义。斜切叶轮外径、叶片出口边三角形切割等一些特殊的叶轮切割方法可以消除离心泵特性曲线驼峰,但这些切割方法的应用大多依赖于经验,切割尺寸的选择缺少理论依据。为此,本文在这两种特殊切割方法的基础上,提出一种新型的半圆形切割方法,以这三种叶轮特殊切割方法为研究对象,采用CFD数值模拟方法,对叶轮及蜗壳内部流动状态进行计算和分析,同时对不同的叶轮切割方法及其切割尺寸与离心泵性能曲线驼峰之间的关系进行了理论分析,并制造样机对模拟结果进行试验验证。最终得到了几种优秀的切割模型,为离心泵叶轮特殊切割方法的使用提供了科学依据。本文的主要研究工作包括:(1)查阅了大量国内外研究离心泵叶轮切割的文献,综述了叶轮切割定律以及叶轮切割方法的研究现状,为提出新型叶轮切割方法提供理论依据和前期准备工作。(2)系统地介绍了利用CFD数值模拟计算离心泵流场分布的研究方法,包括离心泵的Pro/E三维建模方法、Gambit网格生成方法、Fluent求解器参数定义和离散化方法的选择。并利用该方法对IS80-50-250型单级单吸清水离心泵内流场进行CFD数值模拟。(3)对三角形切割、半圆形切割和斜切叶轮外径方法进行详细的描述,制定多组研究方案对三种叶轮特殊切割方法进行研究。介绍了基于CFD数值模拟的离心泵性能曲线预测方法,并利用该方法预测模型泵及各切割方案的离心泵性能曲线。比较各种切割方案对性能曲线的改善情况,确定三角形切割、半圆形切割和斜切叶轮外径方法的最佳切割尺寸。(4)根据数值模拟结果,利用Fluent后处理工具,分析离心泵的内部流动规律。结果表明,在小流量工况时,离心泵叶轮出口以及蜗壳内部存在较大的压力梯度,速度分布不均匀,由此产生的混合冲击损失导致关死点扬程降低,并使泵特性曲线产生驼峰。对叶轮叶片出口边进行特殊形状的切割可以改善小流量工况泵内部湍流流动状态,从而消除泵特性曲线驼峰。(5)对模型泵及三角形最佳切割方案进行离心泵性能试验,验证数值模拟结果的准确性。试验表明扬程预测误差为-3.02%~1.69%,效率预测误差为1.46%~4.72%,最大误低于5%,模拟结果和试验结果符合良好。