潜水泵缩比模型的相似性验证与内部流场分析

施卫东，杨 阳，周 岭，陆伟刚，潘 波



潜水泵缩比模型的相似性验证与内部流场分析

施卫东1，杨 阳1，周 岭1，陆伟刚1，潘 波2

（1. 江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心，镇江212013；2. 山东星源矿山设备集团有限公司，济宁272300）

相似换算设计法是离心泵设计中最常用的方法之一。为了验证缩比模型的相似性，该文选取一典型井用潜水泵作为模型泵，基于缩比模型换算法获得设计泵，借助数值模拟与性能试验的方法，研究设计泵与模型泵的相似性，并分析两者内部流场的差异与规律。采用Ansys CFX软件分别对设计泵和模型泵进行数值模拟，以两级泵模型建立计算域，划分结构化网格，基于标准-湍流模型和标准壁面函数进行多工况数值模拟，分别对设计泵和模型泵进行了性能预测，并对预测结果进行了对比分析。结果表明：较于模型泵，设计泵的最大功率点向大流量工况偏移，且最大功率与额定功率的比值有所上升，但其仍具有较好的无过载特性。模型泵数值预测与试验结果的对比表明，在额定流量下，数值模拟预测的扬程低于试验结果0.79%，功率低于试验值5.2%，效率高于试验值2.78%，且两者随流量变化的趋势基本一致，说明该文的数值计算结果具有一定的准确性。缩比模型在0.4～1.6倍额定流量工况范围内，扬程、效率和功率随流量变化趋势基本一致，设计泵与模型泵满足相似换算准则，模型等比例缩放法能够满足深井离心泵的水力设计要求。

井用泵；数值模拟；……