半開式葉輪離心泵葉頂間隙泄漏流流動規(guī)律及其泵性能的研究

摘要：半開式葉輪離心泵是一種常用的工業(yè)泵，其性能直接影響著工藝流程的運行穩(wěn)定性和效率。葉頂間隙泄漏流是半開式葉輪離心泵中的一種重要損失，影響其性能。本研究旨在探究半開式葉輪離心泵葉頂間隙泄漏流的流動規(guī)律，以及泵性能與之間的關(guān)系。通過數(shù)值模擬和實驗驗證的方法，得出了一些重要結(jié)論和改進建議。

1.引言

半開式葉輪離心泵廣泛應用于各行業(yè)的流體輸送和循環(huán)中。在泵的運行過程中，泄漏流問題一直受到人們的關(guān)注。特別是葉頂間隙泄漏流，由于其具有不可忽視的大小和重要性，對泵的性能產(chǎn)生很大的影響。因此，深入研究葉頂間隙泄漏流的流動規(guī)律，對于提高半開式葉輪離心泵的性能具有重要意義。

2.研究方法

本研究采用了數(shù)值模擬和實驗驗證的方法來研究半開式葉輪離心泵葉頂間隙泄漏流的流動規(guī)律。

2.1數(shù)值模擬

通過建立半開式葉輪離心泵的三維模型，并基于雷諾平均Navier-Stokes方程和k-ε湍流模型，利用計算流體力學軟件進行數(shù)值模擬。在模擬中，考慮了葉頂間隙面的不規(guī)則性和葉輪周邊流的非均勻性。通過對不同葉頂間隙寬度和葉輪轉(zhuǎn)速的模擬分析，得出了葉頂間隙泄漏流的流動規(guī)律。

2.2實驗驗證

在實驗中，搭建了半開式葉輪離心泵的實驗臺，通過改變?nèi)~頂間隙寬度和葉輪轉(zhuǎn)速等參數(shù)，進行了一系列實驗。通過測量葉頂間隙泄漏流的流量和泵的性能，驗證了數(shù)值模擬結(jié)果的準確性，并得出了實驗數(shù)據(jù)。

3.結(jié)果與討論

通過數(shù)值模擬和實驗驗證，發(fā)現(xiàn)葉頂間隙泄漏流的流動規(guī)律與葉頂間隙寬度和葉輪轉(zhuǎn)速等因素密切相關(guān)。當葉頂間隙寬度較大時，泄漏流的體積流量增加，而且葉頂間隙泄漏流與入口壓力之間存在一定的非線性關(guān)系。此外，葉頂間隙泄漏流還會引起流體的渦漩和振動，導致泵性能下降。

針對葉頂間隙泄漏流的影響，本研究提出了一些改進建議。首先，可以通過減小葉頂間隙寬度來降低泄漏流量。同時，合理設計葉頂間隙面的形狀，減少流體流動時的渦漩和振動。此外，通過優(yōu)化泵的葉輪結(jié)構(gòu)和使用抗蝕涂層等，進一步提高泵的性能。

4.結(jié)論

本研究通過數(shù)值模擬和實驗驗證方法，研究了半開式葉輪離心泵葉頂間隙泄漏流的流動規(guī)律。結(jié)果表明，葉頂間隙泄漏流的體積流量與葉頂間隙寬度和葉輪轉(zhuǎn)速等因素有關(guān)，同時還會引起流體的渦漩和振動，降低泵的性能。根據(jù)研究結(jié)果，提出了一些改進措施，為半開式葉輪離心泵的性能提升提供了一定的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：半開式葉輪離心泵；葉頂間隙泄漏流；流動規(guī)律；泵性能；數(shù)值模擬；實驗驗通過數(shù)值模擬和實驗驗證，本研究研究了半開式葉輪離心泵葉頂間隙泄漏流的流動規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)，葉頂間隙泄漏流的體積流量與葉頂間隙寬度和葉輪轉(zhuǎn)速等因素密切相關(guān)。較大的葉頂間隙寬度會導致泄漏流量增加，并與入口壓力存在非線性關(guān)系。葉頂間隙泄漏流還會引起流體的渦漩和振動，從而降低泵的性能。為此，本研究提出了減小葉頂間隙寬度