2006年10月
农
业机械学报
第37卷第10期
一种新型射流式自吸泵进口流场的数值模拟3
施卫东 叶忠明 刘建瑞 王 准
【摘要】 介绍了一种新型射流式自吸泵的结构与特点。对于泵的进口射流流场, 首先建立流体运动方程作为控制方程, 应用k
Ε湍流模型来封闭运动方程, 进而采用贴体坐标变换技术, 利用F luen t 软件对该复杂流场进行
求解。得到了进口流场内部的流动情况, 以及流线、压力和速度的分布, 为射流式自吸泵的理论研究和优化设计提供了依据。计算结果与现有理论、试验结果吻合较好, 精度满足工程实际要求, 可进一步改进自吸泵的性能。
关键词:自吸泵 射流 k 中图分类号:TH 317
Ε湍流模型 数值模拟文献标识码:A
Nu m er ica l Si m ula tion of I n let Flow of New -jetted Self -pr i i ng Pu m p
Sh iW eidong Ye Zhongm ing J i W (J iang su )
. T he a 2jetted self 2p ri m ing p um p w ere in troduced in detail flow fo rm u as as the con so le fo rm u lati on first , and w ith the body 2fitted coo rdi 2
Εtu rbu lence m odel , the flow field of the jetted self 2p ri m ing p um p
w as si m u lated by CFD softw are F luen t . T hen the distribu ting of flow n 2line , p ressu re and veloci 2ty of the flow field w ere gained . T he com p u tati onal resu lts w ith enough accu racy satisfied the re 2qu irem en t of engineering and they w ere co inciden t w ith ex isting theo ry and exp eri m en tal resu lts , and cou ld gu ide fu rther research , am eli o rate the p erfo rm ance of the self 2p ri m ing p um p .
Key words Self 2p ri m ing p um p , Jet , k Εtu rbu lence m odel , N um erical si m u lati on nate system and standard k
引言
自吸泵广泛应用于农业、船舶、市政、电力、矿
山、化工等部门[1～2], 与普通离心泵相比, 能够实现抽水自吸。目前我国生产的自吸泵基本上都是离心式自吸泵, 可分为内混式和外混式两种型式, 自吸泵体积大, 泵体结构复杂, 铸造、加工难度大, 而且性能上还存在一些不足, 如吸程低、自吸时间长、成本高等。
如图1所示是一种新型射流式自吸离心泵[3]。在泵的吸入口设计了一种射流式自吸装置。当泵起动时, 有压流体通过射流喷嘴射出, 在喷嘴处由于射
流边界层的紊动扩散作用, 与周围的液体发生动量交换, 这两股流体在叶轮进口处进行混合, 并进行能量传递和质量交换, 于是增加了喷嘴周围的液体流速, 同时在泵的进口处迅速产生负压, 提高了自吸性能, 缩短了自吸时间, 提高了整机的性能和效率。射流结构的流动属于不规则的有限空间湍射流流动, 对其流场的研究, 目前普遍采用数值模拟的方法, 它是分析流动机理、优化结构和提高效率的强有力工具[4～5]。
F luen t 是一种计算流体力学CFD (com p u ta 2ti onal flu id dynam ics ) 软件包, 它是用于模拟具有复杂外形的流体流动以及热传导的计算机程序, 以求
收稿日期:200411013“十五”国家科技重大专项(项目编号:2002AA 6Z 3161)
施卫东 江苏大学流体机械工程技术研究中心主任 教授 博士生导师, 212013 镇江市叶忠明 江苏大学流体机械工程技术研究中心 硕士生刘建瑞 江苏大学流体机械工程技术研究中心 副研究员
王 准 江苏大学流体机械工程技术研究中心 工程师 博士生
第10期施卫东等:一种新型射流式自吸泵进口流场的数值模拟51
Ε方程
() (Λ++ΘΕ+ΘΕu i ) =
t x i x j Ρx 2
C 1ΕG k -C 2ΕΘ+S Ε
k
k
(4)
u i
式中 G k ——由时均速度梯度而产生的湍流动能
Ρk 、ΡΕ——k 方程和Ε方程的湍流P randtl 数其中
G k =-Θu ′i u j
S k 、S Ε——源项, 这里是粘性应力和湍动应力
图1 射流式自吸泵的结构图
F ig . 1 Sketch of new 2jetted self 2p ri m ing pump
1. 射流装置 2. 喷嘴 3. S 型进口管道 4. 泵体 5. 出水口 6. 导叶 7. 叶轮 8. 机械密封
得在特定的区域计算速度、稳定性和精度等方面得
到最佳的组合, 从而高效率地解决各个领域的复杂流动计算问题。
作者以原参数形式N S 用F luen t , 提供指导作用。
模型常量分别为G 1Ε=1144, G 2Ε=1192, C Λ=0109, Ρk =110, ΡΕ=113。
求解上述控制方程的主要问题, 是确定雷诺应力(-Θu ′i u ′j ) , 因而必须要引进低阶的关系来近似表示这些湍动量, 也就是以湍流模式来模拟真实湍流的平均特征, 9了S A (Sp alart 2A ll 2
、(k ΕRN G k Ε和R ealiz 2
) , R eyno lds stress 等多种湍流模式, 本文ab le k Ε
选择标准k Ε湍流模式。湍动粘性系数Λt 为
Λt =ΘC Λ
112 方程离散
2
1 基本方程和方程的离散
本文所讨论的流体是水, 可假设为不可压的理
想流体。由于在泵的自吸过程中, 内部流动是气液混合流动[6], 而且是杂乱无章的流动, 对于这种湍流流动的计算很难获得精确的计算结果, 为了求得近似结果, 进行一些假设或处理:假设在泵的自吸过程中, 叶轮进口流场中充满液体, 整个流场为均匀、不可压缩的, 并作为单相流计算。该处的射流称之为外流中的射流, 即射流周围的液体也是运动的[7～8]。泵在运行中液体外流和射流的速度不相同, 它们之间不断地进行动量和质量的交换。111 基本方程
Ε
(5)
应用有限近似差分来离散方程, 针对流动控制方程的特点, 对控制方程的扩散项、对流项均采用一阶迎风格式, 对其源项则采用二阶中心差分格式。
2 数值模拟
射流式自吸泵的关键在于泵的自吸性能, 为了更好地了解泵的自吸过程及其自吸的机理, 采用贴体坐标变换技术, 结合混合有限分析法和标准k Ε紊流模型, 全面考虑了射流自吸泵的进口段对射流泵性能的影响, 提出了一套计算真实射流自吸泵性能的数值模拟方法。结果分析表明, 所提出的方法能较好地模拟射流自吸泵进口流场的流动状况, 真实地反映进口流场自吸时的压力场和速度场。211 计算区域与网格划分
连续方程
=0x j
动量方程
(-Θ+u j =-+u i u j ) t x j Θx i Θx j
k 方程
(1)
(2)
计算流体力学中区域控制方程的离散方法有几
种, 本文的自吸泵进口流场区域是复杂的不规则区域, 一般采用贴体坐标变换技术, 即采用T hom p son 等的方法。
GAM B IT 软件是面向CFD 的专业前处理软
() (Θk +Θku i ) =t x i
x j Λ+
+G k -Θ+S k Ε
x (3)
件, 它的布尔运算能力为建立复杂的几何模型提供了极大的方便。GAM B IT 功能强大的网格划分工具, 可划分出包含边界层等CFD 特殊要求的高质量网格。用该方法所求得的计算区域网格如图2所示。
52农 业 机 械 学 报2006年
212 边界条件与初始迭
代参数
(1) 泵进口边界
本文进行数值模拟的S 型流道的进口处是一个规则的圆柱体, 根据这种流道的特点, 由质量守恒定律和进口无预旋的假设确定轴向速度, 并设定切向速度与径向速度为零, 故进口速度只有一个轴向速度, 由V
in1
图2 二维进口流场
计算网格
F ig . 2 2D grids of calcu lati on in in let field
图3 速度矢量分布
F ig . 3 D istribu ti on of velocity vecto r
=
(其中d 1为泵进口直径, Q 1
Π(d 1 2) 2
为泵进口流量) , 可得到进口速度。显然, 在自吸过程
中, 该处进口的速度比较小。
(2) 喷嘴进口边界
喷嘴进口的液流是泵的气液分离室中的水通过回流管道流到喷嘴进口, 是一股有压流。(其中d V in2=
Π(d 2 2) 2
ig . 4 D istribu ti on of flow n line
) 算, 。本试验用的射流式自吸泵型号为1215B PZ 26。
(3) 流道出口边界
因为进口流道的出口就是叶轮的进口, 在试验中无法测出该处的压力和速度。所以将出口边界设为出流条件(ou tflow ) , 在F luen t 中软件将自动计算出口的压力和速度。
(4) 固壁边界
计算的固壁上使用无滑移条件, U ・S =0; U ・n =0(其中U 为附壁处流体速度, S 为附壁处的切向量, n 为附壁处的法向量) 。213 计算结果及分析
由图3、图4可以清楚了解射流自吸泵的工作过程:水流在S 型流道进口处时速度比较小, 当遇到从喷嘴高速射出的液体时, 两种速度的流体相互之间发生能量交换, 增加了喷嘴周围的液体流速, 同时在泵的进口处迅速产生负压, 提高了自吸性能。根据1215B PZ 26型射流式自吸泵的试验结果, 在自吸高度5m 时, 其自吸时间远少于标准规定的要求。
由图4还可以看到在喷嘴前下方出现旋涡流, 这与有限空间射流运动是一致的。显然, 在此处会产
生能量的损失。
由图5、图6可以看到在S 型流道的出口前, 水流的压力减小, 这完全符合伯努利方程, 当流体的速度增加时, 流体内的压力就会降低。于是在出口前形成负压区, 造成一定的真空, 完成泵的自吸功能。
图5 流场静压力分布
F ig . 5 D istribu ti on of static p ressu re
图6 喷嘴进口到流道出口中心轴向压力分布
F ig . 6 D istribu ti on of ax ial p ressu re betw een
in let and ou tlet
3 结束语
通过上述算例证明采用F luen t
软件对射流式自吸泵进行数值模拟是可行的。通过数值模拟, 可以更好地了解喷嘴内外流场的流动状况, 基本弄清射流喷嘴对泵自吸性能的影响, 对进一步的试验研究和改进自吸泵性能起到很好的参考作用。
(下转第61页)
第10期陈松山等:泵站竖井进水流道数值模拟与装置特性试验
表1 原型泵装置特征扬程工况(nD =330)
61
330, 原型泵叶轮直径不变、转速降为132r m in , 改
变方案后的特征扬程工况如表1所示, 在叶片角0°时, 设计净扬程下的流量接近设计流量, 运行扬程1146～2138m , 效率68135%～75111%
。
. 1 Character istics of pu m p set under spec i a l head Tab 叶片角度
装置扬程 m
1146
-2°
21381146
0°
21381146
+2°
2138
流量 m 3・s -[***********][1**********]1
1
功率 k W
[***********][1**********]0
效率 %
[***********][1**********]5
水流道的两过流通道水流汇合经直锥段调整后的流
速分布基本均匀, 竖井进水流道渐缩段采用椭圆型线设计合理。模型试验结果说明, 对低扬程泵站采用
图6 原型泵装置特性曲线
F ig . 6 Characteristic perfo rm ances of pump
set (nD =375)
4 结论
(1) 。
(2) (大) 1～2m 低, 1250, 通过适当降低nD 值, 能保证泵装置高效运行。
文
献
参
考
1 皮积瑞. 贯流泵流道型式的分析与设计[J ]. 水泵技术, 1984(1) :25～29.
2 张仁田. 贯流式机组在南水北调工程的应用研究[J ]. 排灌机械, 2004, 22(5) :1～6.
3 汤方平, 刘超, 周济人, 等. 低扬程贯流泵装置模型试验研究[J ]. 水泵技术, 2004(4) :28～31. 4 郑源, 张德虎, 刘益民等. 贯流泵装置能量特性试验研究[J ]. 流体机械, 2003, 31(2) :1～4. 5 陆林广, 张仁田. 泵站进水流道优化水力设计[M ]. 北京:中国水利水电出版社, 1997:94～102. 6 刘超, 成立, 汤方平, 等. 水泵站开敞进水池三维紊流数值模拟[J ]. 农业机械学报, 2002, 33(6) :53～55. 7 陈松山, 葛强, 周正富, 等. 大型轴流泵站双向流道三维紊流数值模拟[J ]. 江苏大学学报, 2005, 26(2) :45～49. 8 V an Doo rm al J P , R aithby G G . Enhancem en t of the S I M PL E m ethod fo r p redicting incomp ressib le flu id flow s [J ].
～163. N um erical H eat T ran sfer , 1984(7) :147
9 陈松山, 葛强, 严登丰, 等. 低扬程泵站进出水流道匹配与装置特性试验[J ]. 中国农村水利水电, 2005(4) :39～41.
(上接第52页)
参
1 刘建瑞. 40ZCB
考文献
16型化工自吸磁力泵的研究[J ]. 排灌机械, 2001, 19(6) :17～19.
2 薛胜雄, 刘建瑞. 我国的高压水射流设备及标准[J ]. 化学清洗, 1999, 15(6) :41～47. 3 刘建瑞, 施卫东, 潘中永. 导叶式自循环射流自吸泵:中国, Z L 03259418. 6[P ]. 4 梁在潮. 工程湍流[M ]. 武汉:华中理工大学出版社, 1999.
5 龙新平, 朱劲木. 射流泵性能的数值计算[J ]. 武汉大学学报:工学版, 2002, 35(6) :7～10, 15.
6 潘中永, 刘建瑞, 施卫东, 等. 轻小型移动式喷灌机组现状及其与国外的差距[J ]. 排灌机械, 2003, 21(1) :25～28. 7 平浚. 射流理论基础及应用[M ]. 北京:宇航出版社, 1995. 8 余常昭. 紊动射流[M ]. 北京:高等教育出版社, 1993. 9 陶文铨. 数值传热学[M ]. 西安:西安交通大学出版社, 2001.
10 施卫东, 刘小龙, 袁寿其, 等. 低比转数离心泵优化设计专家系统的研究[J
]. 农业机械学报, 2004, 35(6) :75～77.
2006年10月
农
业机械学报
第37卷第10期
一种新型射流式自吸泵进口流场的数值模拟3
施卫东 叶忠明 刘建瑞 王 准
【摘要】 介绍了一种新型射流式自吸泵的结构与特点。对于泵的进口射流流场, 首先建立流体运动方程作为控制方程, 应用k
Ε湍流模型来封闭运动方程, 进而采用贴体坐标变换技术, 利用F luen t 软件对该复杂流场进行
求解。得到了进口流场内部的流动情况, 以及流线、压力和速度的分布, 为射流式自吸泵的理论研究和优化设计提供了依据。计算结果与现有理论、试验结果吻合较好, 精度满足工程实际要求, 可进一步改进自吸泵的性能。
关键词:自吸泵 射流 k 中图分类号:TH 317
Ε湍流模型 数值模拟文献标识码:A
Nu m er ica l Si m ula tion of I n let Flow of New -jetted Self -pr i i ng Pu m p
Sh iW eidong Ye Zhongm ing J i W (J iang su )
. T he a 2jetted self 2p ri m ing p um p w ere in troduced in detail flow fo rm u as as the con so le fo rm u lati on first , and w ith the body 2fitted coo rdi 2
Εtu rbu lence m odel , the flow field of the jetted self 2p ri m ing p um p
w as si m u lated by CFD softw are F luen t . T hen the distribu ting of flow n 2line , p ressu re and veloci 2ty of the flow field w ere gained . T he com p u tati onal resu lts w ith enough accu racy satisfied the re 2qu irem en t of engineering and they w ere co inciden t w ith ex isting theo ry and exp eri m en tal resu lts , and cou ld gu ide fu rther research , am eli o rate the p erfo rm ance of the self 2p ri m ing p um p .
Key words Self 2p ri m ing p um p , Jet , k Εtu rbu lence m odel , N um erical si m u lati on nate system and standard k
引言
自吸泵广泛应用于农业、船舶、市政、电力、矿
山、化工等部门[1～2], 与普通离心泵相比, 能够实现抽水自吸。目前我国生产的自吸泵基本上都是离心式自吸泵, 可分为内混式和外混式两种型式, 自吸泵体积大, 泵体结构复杂, 铸造、加工难度大, 而且性能上还存在一些不足, 如吸程低、自吸时间长、成本高等。
如图1所示是一种新型射流式自吸离心泵[3]。在泵的吸入口设计了一种射流式自吸装置。当泵起动时, 有压流体通过射流喷嘴射出, 在喷嘴处由于射
流边界层的紊动扩散作用, 与周围的液体发生动量交换, 这两股流体在叶轮进口处进行混合, 并进行能量传递和质量交换, 于是增加了喷嘴周围的液体流速, 同时在泵的进口处迅速产生负压, 提高了自吸性能, 缩短了自吸时间, 提高了整机的性能和效率。射流结构的流动属于不规则的有限空间湍射流流动, 对其流场的研究, 目前普遍采用数值模拟的方法, 它是分析流动机理、优化结构和提高效率的强有力工具[4～5]。
F luen t 是一种计算流体力学CFD (com p u ta 2ti onal flu id dynam ics ) 软件包, 它是用于模拟具有复杂外形的流体流动以及热传导的计算机程序, 以求
收稿日期:200411013“十五”国家科技重大专项(项目编号:2002AA 6Z 3161)
施卫东 江苏大学流体机械工程技术研究中心主任 教授 博士生导师, 212013 镇江市叶忠明 江苏大学流体机械工程技术研究中心 硕士生刘建瑞 江苏大学流体机械工程技术研究中心 副研究员
王 准 江苏大学流体机械工程技术研究中心 工程师 博士生
第10期施卫东等:一种新型射流式自吸泵进口流场的数值模拟51
Ε方程
() (Λ++ΘΕ+ΘΕu i ) =
t x i x j Ρx 2
C 1ΕG k -C 2ΕΘ+S Ε
k
k
(4)
u i
式中 G k ——由时均速度梯度而产生的湍流动能
Ρk 、ΡΕ——k 方程和Ε方程的湍流P randtl 数其中
G k =-Θu ′i u j
S k 、S Ε——源项, 这里是粘性应力和湍动应力
图1 射流式自吸泵的结构图
F ig . 1 Sketch of new 2jetted self 2p ri m ing pump
1. 射流装置 2. 喷嘴 3. S 型进口管道 4. 泵体 5. 出水口 6. 导叶 7. 叶轮 8. 机械密封
得在特定的区域计算速度、稳定性和精度等方面得
到最佳的组合, 从而高效率地解决各个领域的复杂流动计算问题。
作者以原参数形式N S 用F luen t , 提供指导作用。
模型常量分别为G 1Ε=1144, G 2Ε=1192, C Λ=0109, Ρk =110, ΡΕ=113。
求解上述控制方程的主要问题, 是确定雷诺应力(-Θu ′i u ′j ) , 因而必须要引进低阶的关系来近似表示这些湍动量, 也就是以湍流模式来模拟真实湍流的平均特征, 9了S A (Sp alart 2A ll 2
、(k ΕRN G k Ε和R ealiz 2
) , R eyno lds stress 等多种湍流模式, 本文ab le k Ε
选择标准k Ε湍流模式。湍动粘性系数Λt 为
Λt =ΘC Λ
112 方程离散
2
1 基本方程和方程的离散
本文所讨论的流体是水, 可假设为不可压的理
想流体。由于在泵的自吸过程中, 内部流动是气液混合流动[6], 而且是杂乱无章的流动, 对于这种湍流流动的计算很难获得精确的计算结果, 为了求得近似结果, 进行一些假设或处理:假设在泵的自吸过程中, 叶轮进口流场中充满液体, 整个流场为均匀、不可压缩的, 并作为单相流计算。该处的射流称之为外流中的射流, 即射流周围的液体也是运动的[7～8]。泵在运行中液体外流和射流的速度不相同, 它们之间不断地进行动量和质量的交换。111 基本方程
Ε
(5)
应用有限近似差分来离散方程, 针对流动控制方程的特点, 对控制方程的扩散项、对流项均采用一阶迎风格式, 对其源项则采用二阶中心差分格式。
2 数值模拟
射流式自吸泵的关键在于泵的自吸性能, 为了更好地了解泵的自吸过程及其自吸的机理, 采用贴体坐标变换技术, 结合混合有限分析法和标准k Ε紊流模型, 全面考虑了射流自吸泵的进口段对射流泵性能的影响, 提出了一套计算真实射流自吸泵性能的数值模拟方法。结果分析表明, 所提出的方法能较好地模拟射流自吸泵进口流场的流动状况, 真实地反映进口流场自吸时的压力场和速度场。211 计算区域与网格划分
连续方程
=0x j
动量方程
(-Θ+u j =-+u i u j ) t x j Θx i Θx j
k 方程
(1)
(2)
计算流体力学中区域控制方程的离散方法有几
种, 本文的自吸泵进口流场区域是复杂的不规则区域, 一般采用贴体坐标变换技术, 即采用T hom p son 等的方法。
GAM B IT 软件是面向CFD 的专业前处理软
() (Θk +Θku i ) =t x i
x j Λ+
+G k -Θ+S k Ε
x (3)
件, 它的布尔运算能力为建立复杂的几何模型提供了极大的方便。GAM B IT 功能强大的网格划分工具, 可划分出包含边界层等CFD 特殊要求的高质量网格。用该方法所求得的计算区域网格如图2所示。
52农 业 机 械 学 报2006年
212 边界条件与初始迭
代参数
(1) 泵进口边界
本文进行数值模拟的S 型流道的进口处是一个规则的圆柱体, 根据这种流道的特点, 由质量守恒定律和进口无预旋的假设确定轴向速度, 并设定切向速度与径向速度为零, 故进口速度只有一个轴向速度, 由V
in1
图2 二维进口流场
计算网格
F ig . 2 2D grids of calcu lati on in in let field
图3 速度矢量分布
F ig . 3 D istribu ti on of velocity vecto r
=
(其中d 1为泵进口直径, Q 1
Π(d 1 2) 2
为泵进口流量) , 可得到进口速度。显然, 在自吸过程
中, 该处进口的速度比较小。
(2) 喷嘴进口边界
喷嘴进口的液流是泵的气液分离室中的水通过回流管道流到喷嘴进口, 是一股有压流。(其中d V in2=
Π(d 2 2) 2
ig . 4 D istribu ti on of flow n line
) 算, 。本试验用的射流式自吸泵型号为1215B PZ 26。
(3) 流道出口边界
因为进口流道的出口就是叶轮的进口, 在试验中无法测出该处的压力和速度。所以将出口边界设为出流条件(ou tflow ) , 在F luen t 中软件将自动计算出口的压力和速度。
(4) 固壁边界
计算的固壁上使用无滑移条件, U ・S =0; U ・n =0(其中U 为附壁处流体速度, S 为附壁处的切向量, n 为附壁处的法向量) 。213 计算结果及分析
由图3、图4可以清楚了解射流自吸泵的工作过程:水流在S 型流道进口处时速度比较小, 当遇到从喷嘴高速射出的液体时, 两种速度的流体相互之间发生能量交换, 增加了喷嘴周围的液体流速, 同时在泵的进口处迅速产生负压, 提高了自吸性能。根据1215B PZ 26型射流式自吸泵的试验结果, 在自吸高度5m 时, 其自吸时间远少于标准规定的要求。
由图4还可以看到在喷嘴前下方出现旋涡流, 这与有限空间射流运动是一致的。显然, 在此处会产
生能量的损失。
由图5、图6可以看到在S 型流道的出口前, 水流的压力减小, 这完全符合伯努利方程, 当流体的速度增加时, 流体内的压力就会降低。于是在出口前形成负压区, 造成一定的真空, 完成泵的自吸功能。
图5 流场静压力分布
F ig . 5 D istribu ti on of static p ressu re
图6 喷嘴进口到流道出口中心轴向压力分布
F ig . 6 D istribu ti on of ax ial p ressu re betw een
in let and ou tlet
3 结束语
通过上述算例证明采用F luen t
软件对射流式自吸泵进行数值模拟是可行的。通过数值模拟, 可以更好地了解喷嘴内外流场的流动状况, 基本弄清射流喷嘴对泵自吸性能的影响, 对进一步的试验研究和改进自吸泵性能起到很好的参考作用。
(下转第61页)
第10期陈松山等:泵站竖井进水流道数值模拟与装置特性试验
表1 原型泵装置特征扬程工况(nD =330)
61
330, 原型泵叶轮直径不变、转速降为132r m in , 改
变方案后的特征扬程工况如表1所示, 在叶片角0°时, 设计净扬程下的流量接近设计流量, 运行扬程1146～2138m , 效率68135%～75111%
。
. 1 Character istics of pu m p set under spec i a l head Tab 叶片角度
装置扬程 m
1146
-2°
21381146
0°
21381146
+2°
2138
流量 m 3・s -[***********][1**********]1
1
功率 k W
[***********][1**********]0
效率 %
[***********][1**********]5
水流道的两过流通道水流汇合经直锥段调整后的流
速分布基本均匀, 竖井进水流道渐缩段采用椭圆型线设计合理。模型试验结果说明, 对低扬程泵站采用
图6 原型泵装置特性曲线
F ig . 6 Characteristic perfo rm ances of pump
set (nD =375)
4 结论
(1) 。
(2) (大) 1～2m 低, 1250, 通过适当降低nD 值, 能保证泵装置高效运行。
文
献
参
考
1 皮积瑞. 贯流泵流道型式的分析与设计[J ]. 水泵技术, 1984(1) :25～29.
2 张仁田. 贯流式机组在南水北调工程的应用研究[J ]. 排灌机械, 2004, 22(5) :1～6.
3 汤方平, 刘超, 周济人, 等. 低扬程贯流泵装置模型试验研究[J ]. 水泵技术, 2004(4) :28～31. 4 郑源, 张德虎, 刘益民等. 贯流泵装置能量特性试验研究[J ]. 流体机械, 2003, 31(2) :1～4. 5 陆林广, 张仁田. 泵站进水流道优化水力设计[M ]. 北京:中国水利水电出版社, 1997:94～102. 6 刘超, 成立, 汤方平, 等. 水泵站开敞进水池三维紊流数值模拟[J ]. 农业机械学报, 2002, 33(6) :53～55. 7 陈松山, 葛强, 周正富, 等. 大型轴流泵站双向流道三维紊流数值模拟[J ]. 江苏大学学报, 2005, 26(2) :45～49. 8 V an Doo rm al J P , R aithby G G . Enhancem en t of the S I M PL E m ethod fo r p redicting incomp ressib le flu id flow s [J ].
～163. N um erical H eat T ran sfer , 1984(7) :147
9 陈松山, 葛强, 严登丰, 等. 低扬程泵站进出水流道匹配与装置特性试验[J ]. 中国农村水利水电, 2005(4) :39～41.
(上接第52页)
参
1 刘建瑞. 40ZCB
考文献
16型化工自吸磁力泵的研究[J ]. 排灌机械, 2001, 19(6) :17～19.
2 薛胜雄, 刘建瑞. 我国的高压水射流设备及标准[J ]. 化学清洗, 1999, 15(6) :41～47. 3 刘建瑞, 施卫东, 潘中永. 导叶式自循环射流自吸泵:中国, Z L 03259418. 6[P ]. 4 梁在潮. 工程湍流[M ]. 武汉:华中理工大学出版社, 1999.
5 龙新平, 朱劲木. 射流泵性能的数值计算[J ]. 武汉大学学报:工学版, 2002, 35(6) :7～10, 15.
6 潘中永, 刘建瑞, 施卫东, 等. 轻小型移动式喷灌机组现状及其与国外的差距[J ]. 排灌机械, 2003, 21(1) :25～28. 7 平浚. 射流理论基础及应用[M ]. 北京:宇航出版社, 1995. 8 余常昭. 紊动射流[M ]. 北京:高等教育出版社, 1993. 9 陶文铨. 数值传热学[M ]. 西安:西安交通大学出版社, 2001.
10 施卫东, 刘小龙, 袁寿其, 等. 低比转数离心泵优化设计专家系统的研究[J
]. 农业机械学报, 2004, 35(6) :75～77.