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水利工程论文-考虑滑移的离心泵叶片S2流面反问题计算方法.doc

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水利工程论文-考虑滑移的离心泵叶片S2流面反问题计算方法.doc

水利工程论文-考虑滑移的离心泵叶片S2流面反问题计算方法摘要:针对离心泵叶轮叶片数较少的特点,将有限叶片数带来的滑移的影响引入S2流面反问题计算过程之中,提出了用滑移率修正在假定流动轴对称条件下确定的叶片安放角的做法.从而使S2流面反问题计算方法更接近于实际情况.文中给出了计算实例,并与现有的S2流面反问题计算结果进行了对比.关键词:离心泵叶轮叶片滑移S2流面反问题计算S2流面反问题计算,就是根据流动参数确定叶轮叶片几何形状的过程.反问题计算与水泵的设计密切相关.目前已有的S2流面反问题计算方法,一般是建立在叶片无穷多,即流动轴对称前提条件下的.这种假定对一般的叶轮机械(如透平式压缩机,混流式水轮机等)来讲是可以接受的,但对离心泵而言,由于叶片数一般只有3至6片,这样,轴对称假定与叶轮内部的实际流动状况有较大差异,造成目前已有的S2流面反问题计算方法在离心泵上的应用效果不理想,以至于离心泵叶轮的水力设计方法还是主要采用以经验系数为主的一元设计理论.这样,很难从根本上解决水泵设计中存在的本质问题.因此,对S2流面反问题计算方法进行研究,就显得尤为重要.为此,本文在已有研究结果的基础上,将滑移理论引入到S2流面的反问题计算过程之中,提出了一种具有工程实用价值的S2流面反问题计算方法.一、S2流面反问题计算基本公式1.1基本运动方程取S2流面上流线的轴面投影为正交曲线坐标的q1轴(见图1),取与q1垂直的方向为q2轴,圆周切线方向为q3轴.同时假定流体为理想液体,在轴对称流动的情况下,可写出沿q\-2方向的运动方程式[1]:(1)图1研究叶轮的准正交曲线坐标这里,下标i(i=1,2,3)对应q1,q2,q3三个坐标分量,H1为拉梅系数.E1为叶片进口处单位质量液体的能量,E1=p1/ρ+v21/2.K1为进口处速度矩,K1=(vur)1.ω为叶轮旋转角速度.q1,q2是指流面偏导数,就是流场参数沿相对流面S2变化时的偏导数,按复合函数求导法则确定.考虑下式:(2)式(1)可写成:并引入F(q1,q2)从而,沿q2方向的运动方程可写成:(以下依次为(3),(4),(5))(3)(4)(5)式(5)是求解S2流面反问题的基本公式.1.2滑移率的计算公式在离心泵叶轮内,因叶片数相对较少,因此产生轴向旋涡.轴向旋涡使流线偏离叶片骨线[2],这就是一般文献中所说的离心泵的滑移.对滑

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