立式多级离心泵的叶轮设计理念

对一高速复合叶轮离心泵在设计工况进行了多相位定常流动数值模拟,分析了由于叶轮与蜗壳相对位置的变化引起的离心泵的速度场、压力场、扬程系数和效率的变化规律。计算表明,高速复合叶轮离心泵内流场非常复杂,叶轮流道在不同位置的流动情况差别较大,而扬程系数呈周期性变化。该计算为进一步提高高速复合叶轮离心泵的性能、减少水力损失提供了一定的理论依据。

离心泵的叶片尾部附近磨损最为剧烈，首级叶轮后盖板靠近叶片压力面处磨损加剧，靠近叶片吸力面处磨损逐渐减轻，次级叶轮后盖板靠近叶片吸力面和压力面处的磨损均逐渐加剧。多级离心泵在长时间输送含沙水、污水及矿浆等固液两相混合介质时，叶轮会逐渐出现较大的磨损，造成整机性能的急剧下降。由于多级离心泵结构庞大且复杂，停机更换叶轮耗时较长，不利于生产工业过程的连续进行。基于计算流体力学的数值模拟技术能够直观地反映泵过流部件表面的固液两相流动磨损特征，目前主要研究单级单吸离心泵和单级双吸离心泵及具有特殊结构的叶轮。