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作为轴流泵装置的核心部件,轴流泵的叶轮和导叶,是整个轴流泵过流装置中重要的组成部分。也是实现能量转换的重要组成,直接关系到水泵的性能。提高整个泵装置的性能,基本都是从叶轮和导叶两个方面入手。因此,研究叶轮的结构参数和导叶体的布置位置对水泵性能的影响具有现实的指导意义。不同的参数设置方案对轴流泵的性能有着不同的影响。故有必要从轴流泵的内流场和外特性出发来分析和研究不同情况对泵的影响。本文采用了三维湍流数值模拟(CFD)作为研究手段,针对高速轴流泵在三种不同参数下的方案进行了数值模拟和分析,并总结了一些规律。对研究高比转速轴流泵的水力优化设计有一定的参考价值。本文的主要工作有:1、结合AutoCAD与Pro/ENGINEER软件对整个泵装置进行三维实体造型,采用ICEM对进水管,出水管,弯管进行网格剖分,对叶轮和导叶体使用Turbo-Grid进行网格剖分;2、利用CFD软件(ANSYS CFX12.0),基于雷诺时均Navier-Stockes方程和标准κ-ε双方程湍流模型,对三种不同情况下(不同叶片厚度,不同叶片数,不同导叶进口与叶轮出口平行间距)进行全通道数值模拟,捕捉叶轮内速度分布、静压分布等重要流动参数,并进行对比分析;3、通过CFX-Post后处理得到如下结论:(1)对不同叶片厚度的数值模拟计算分析之后可知,当流量较小时,叶片厚度的变换,不会引起较大的变化,其扬程,功率和效率基本都是重合的;而在设计流量左右,叶片厚度减小,相同流量下扬程趋势会有所改变,其趋势接近于在同一流量下,伴随厚度的增加,其扬程,功率都会下降,在效率方面,可以明显的看出,虽然有类似于上面的趋势,但是某些点还是发生了重叠的现象;大流量时,其扬程,功率和效率基本没有太大变化。(2)对不同叶片数的数值模拟计算分析后可知,相对于三片叶片而言,四片在小流量情况下扬程和效率都相对较高;而在大流量情况下,两者基本重合。并且在马鞍区右侧部分有上移的现象。(3)对不同的导叶进口与叶轮出口的平行间距S进行数值模拟分析后可知,当S的数值取值比较小时(在0.05D~0.1D之间),在设计流量下,出口速度环量分布及静压分布相对均匀,对整个泵装置的性能提高有一定的提升。超出0.1D之后,出口速度环量分布及静压分布都不十分理想,S的改变对于整个泵装置性能的改变没有太大的影响。可见S的改变,在一定的范围内对泵装置的性能还是有影响的。单纯的靠改变间距S来提高泵段的整体性能还是有一定局限的,要根据泵的实际工况水平,来选择相对应的距离S。