偏工况下离心泵蜗舌区流场特性研究

李学飞，宋 宇，孟根其其格

(1.包头轻工职业技术学院，内蒙古包头014035；2.清华大学核能与新能源技术研究院，北京100084；3.清华大学先进核能技术协同创新中心，北京100084；4.清华大学先进反应堆工程与安全教育部重点实验室，北京100084；5.内蒙古化工职业学院，内蒙古呼和浩特010070)

离心泵广泛应用于水利、石化、航天、电力等领域，其运行稳定性问题越来越引起关注。离心泵压力脉动主要是由叶轮和蜗壳的动静干涉引起，非设计工况下压力脉动更加剧烈。尤其是小流量工况下容易产生流动分离、失速、二次流等等，由此引起额外的动载荷、振动和噪声，甚至会造成叶片疲劳损坏[1-3]。KRAUSE等[4]对离心泵进行了试验测量，结果显示当流量小于41%设计流量时进入旋转失速状态。TAN等[5]数值模拟了非设计工况下离心泵内部空化流动，结果显示小流量时空化对泵内部流场产生的影响要比大流量时大。ZHANG等[6]指出，在小流量下，离心泵叶轮内失速团会诱发蜗壳内幅值较高的低频压力脉动。谭磊等[7]数值计算了离心泵内非定常流动，结果显示离心泵小流量工况下运行时蜗壳内出现绕蜗舌端部的逆向流，压力脉动最大值约为最小值的6倍。王业芳等[8]对小流量工况下离心泵内非定常流动进行了数值模拟，指出泵内压力脉动幅值，在隔舌处最大。离心泵蜗舌区动静干涉效应是研究离心泵内压力脉动的关键区域之一[9]。

由此可见，小流量工况下离心泵内部流动非常复杂，特别是蜗舌区流动需要深入研究。……