对D450-60-10型中比转速离心泵进行无过载优化设计,原始方案采用模型换算法设计模型泵进行试验并换算得到原型泵性能,同时利用Fluent模拟得到模型泵和原型泵性能,对泵性能分析后提出基于叶片出口角、叶轮出口直径和叶轮出口宽度等结构参数的3种原型泵优化方案。结果表明:当叶片出口角β2=10°时,与β2=15°相比,功率曲线的拐点更接近额定工况点,且最大功率下降了6.78%,但会牺牲部分扬程;3种优化方案下离心泵都达到了无过载的要求,功率备用系数K均小于1.2;最佳方案(叶轮出口直径D2=0.49m,叶轮出口宽度b2=0.03m,叶片出口角β2=10°)的功率备用系数最低,为1.09,与原始方案相比,扬程和效率分别提高了6.94%、中比转速离心泵-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港钢管滚圆机滚弧机折弯机1.95%,为中比转速离心泵无过载设计提供了参考。 的叶轮主要结构参数如下:叶轮进口直径Dj=0．105m，叶轮出口直径D2=0．266m，叶轮出口宽度b2=0．02m，叶片出口安放角β2=15°，叶片数z=4，并对模型泵进行数值模拟计算和试验。3．1模型泵数值计算模型使用UG软件对模型泵D82－19－2的叶轮和径向导叶进行三维实体建模，叶轮和径向导叶及水体模型如图1(a)、(b)所示，本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name对单级叶轮和导叶水体部分进行CFD数值模拟计算。网格的数量和质量是影响计算精度和时间的重要因素，本文利用Gambit软件采用自适应性较强的非结构化四面体网格对流体区域进行网格划分，为了确定合适的网格数，本文选择了4种不同的网格尺寸进行网格无关性分析，经检查，网格的等角斜率均小于0．83，等尺斜率均小于0．8，网格质量良好，计算结果如表2所示。(a)叶轮和导叶模型(b)水体模型图1泵的三维模型表2不同网格尺寸模拟结果尺寸(mm)网格数目(万)单级扬程H(m)效率η(%)功率P(kW)4如表2所示，随着网格数的增大，由网格划分所引起的计算误差逐步减小，但受到计算机配置和计算周期的限制，网格数不可能无限增大，因此对模型进行划分时必须选择适当的网格数，当网格尺寸小于3mm，即网格数超过100万时，网格尺寸对计算结果的影响很小，因此选择网格尺寸为3mm。利用Fluent软件进行计算，采用ＲNGk－ε湍流模型、SIMPLE算法封闭Navier-Stokes控制方程组，速度项、湍动能项和涡黏系数项采用二阶迎风差分格式，压强项选择PＲESTO!格式。进口边界条件采用速度进口，出口边界条件采用自由出流，固壁满足无滑移条件，收敛精度设置为10－5中比转速离心泵-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港钢管滚圆机滚弧机折弯机。本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name