深井离心泵叶轮出口边斜度对水力性能的影响

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1、2014年3月第32卷第3期Mar．2014Vol．32No．3doi:10．3969/j．issn．1674－8530．12．0227深井离心泵叶轮出口边斜度对水力性能的影响1121丛小青，杨明，陆伟刚，陈冠男(1．江苏大学能源与动力工程学院，江苏镇江212013;2．江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心，江苏镇江212013)丛小青摘要:多级深井离心泵在机井内工作，其外径受井径的限制，最大流量也受限制．为了提高泵的水力效率，最大限度增大其单级扬程，以100QJ10型深井泵为例，建立连续方程、动量方程，并采用标准k－ε双方程湍流模型，应用

2、全隐式多网格耦合算法，对5种叶轮出口边斜度10°，15°，20°，25°，30°进行全流道内部流场的三维不可压缩稳态黏性湍流流场的数值模拟，并比较分析其在相同工况下的水力性能、内部流场湍动能、速度场、压力分布等，寻找最优的叶轮出口边斜度．研究结果表明:随着斜切角度的增大，泵的效率和单级扬程呈现出先增大后减小的趋势，其单级扬程在较小的叶轮斜切角时最高，水泵效率在较大的叶轮斜切角时最高;综合分析，20°被认为综合性能指标最优叶轮出口斜度．计算结果与样机试验结果基本吻合，新研制的100QJ10的多级深井离心泵效率为58.9%，比同类产品效率高出5.

3、9%．关键词:深井离心泵;水力设计;叶轮出口边;内部流场中图分类号:S277.9;TH311文献标志码:A文章编号:1674－8530(2014)03－0214－06丛小青，杨明，陆伟刚，等．深井离心泵叶轮出口边斜度对水力性能的影响［J］．排灌机械工程学报，2014，32(3):214－219．Effectofimpelleroutletedgeinclinationonperformanceofdeepwellcentrifugalpump1121CongXiaoqing，YangMing，LuWeigang，ChenGuannan(1．S

4、choolofEnergyandPowerEngineering，JiangsuUniversity，Zhenjiang，Jiangsu212013，China;2．NationalＲesearchCenterofPumps，JiangsuUniversity，Zhenjiang，Jiangsu212013，China)Abstract:Sinceadeepwellmultistagecentrifugalpumphastoworkinawell，itsimpellerdiameterandmaximumdischargearerestric

5、tedbytheboreholediameter．Inordertoimprovethepumphydrau-licefficiency，itssingle-stageheadmustbethehighest．Indoingso，theslopingangleoftheimpelleroutletedgeof100QJ10deepwellmultistagecentrifugalpumpwasdesignedtobe10°，15°，20°，25°and30°，respectively．Thenthesteady，three-dimension

6、al，incompressibleturbulentflowsofwaterinonestageofthepumpweresimulatedbasedontheＲANSequationsandstandardturbulencemodelbyusingaCFDcode．Theperformance，turbulentkineticenergy，velocityandpressurefieldswerecom-paredamongthedifferentimpellerstructuresatthesamedischargeforanoptim

7、alslopingangletobeexplored．Theresultsshowthatthehydraulicefficiencyandsinglestageheadaremaximumattwodi-fferentslopingangles;thismeanstheangleforthehighestheadislowerthanthatforthebestefficien-cy．Foracompromise，theoptimalslopingangleshouldbe20°．Further，thepredictedperformanc

8、eisingoodagreementwiththetestedone．Itwasconfirmedthatthebestoverallefficiencyofthe