离心泵叶轮的优化设计准则

 

离心泵叶轮的优化设计准则

　 试验结果表明，在叶轮叶片的背面和运行面都存在附面层。其中以背面的附面层最具有学厚和分离的特性。又因为叶轮的旋转，在叶轮出口一段区域内呈现射流—— 尾迹"构造，纣面层的分离发生在叶片的背面与叶轮前盖板相邻的一段区域内——尾迹区，叶轮内的水力员失主要体现在尾迹区与剪切层内。因此，设法管理叶轮背 面与叶轮前盖板之间壁面附面层向发展与过早分离，是离心泵叶轮优化设计的最重要要素之一。

叶轮水力模型的优化设计，归根到底是寻求与其运行状况相关的最佳流速场的问题。在比较了三种典型的流速场的叶轮水力功能试验结果后，认定方案属于较为理 想的速-度分布。因为时轮流速分布与叶轮流道问的关系相当复杂，至今还难以经过反问题——措给定最佳流动速度压力分布规律反过来求叶轮几何参数——来确定 水力模型。况且实际上离心泵叶轮三元运算速度流场随泵型，比转速及运行状况要求改变较多，一般并不像给出的速度场那样规范，直接经过速度分布来鉴别叶轮水力功能的优劣尚有一定困难，因此本文将速度场方案C中具有决定性作用的要素作为三元叶轮优化设计的根本准则：

　 (1)叶轮内流场分布应满足：叶片负荷△缈在叶片入口时较小，沿流向单调匀缓增加，在接近叶轮出处达到最大。

　 (2)叶轮前盖板与叶片背面相邻壁面的附面层动量厚度尽可能小。

　 (3)为避免叶轮过早出现脱流现象，尽量使叶片背面上的流动满足约束条件，但取值尚未明确，可参考改型设计时选取较高的r值，比原型在叶轮出口附近的值高。

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