叶轮口环间隙对离心泵性能影响的模拟和试验

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离心泵叶轮口环间隙的存在不仅产生了容积损失，还改变了离心泵的内部流态，从而对离心泵的外特性产生重要影响。但是由于口环间隙尺寸较小，流动非常复杂，研究比较困难，所以通常基于试验方法研究口环间隙对离心泵外特性的影响，而基于CFD的数值模拟通常都忽略口环间隙的存在，因此同时采用试验方法和数值模拟方法对包含口环间隙的离心泵内外特性进行深入的研究很有意义。

Black，H.F.通过理论分析和试验对离心泵环形间隙密封处 的流体力进行 了研究 ，指出其对离心泵转子的振动有重要影响 。 ToshioHirano等人对采用迷宫形式的密封进行了数值模拟研究，分析了密封间隙的泄漏流量和间隙流动对转子受力的影响 。陈鱼等人采用试验方法对输送清水时口环间隙对离心油泵的性能收稿日期 ： 2012-04-16基金项目： 国家自然科学基金资助项 目(50906034，51109096)；江苏高校优势学科建设工程资助项目(苏财教[2011]8号)2012年第4O卷第 11期 流 体 机 械影响进行研究，并且比较 了前后 口环对离心泵性能影响的差异性 。此外其他学者研究 了关于口环间隙对离心泵泄漏损失和机械效率影响等内容 。 。

综合以上关于口环间隙的研究工作，可以看出其主要集中于口环间隙对离心泵容积损失和机械损失的影响，而通常忽略水力损失的影响，并且关于如何确定离心泵实际运行过程中口环半径方向间隙值(简称口环问隙值，下同)的研究较少。

本文首先从湍动能和涡量的角度，研究 口环间隙值变化对离心泵水力损失的影响；接着从径向力的角度，研究口环间隙值变化对机械损失的影响；最后通过试验值和计算值之间的比较及效率的误差分析确定最佳 口环方案，并总结 口环间隙对离心泵性能影响的原因。

2 试验用泵和数值方法2.1 试验 用泵这里所计算的离心泵叶轮，其设计参数为：扬程37.11m，流量 18.25m /h，比转速 6O.5，转速3500r/min，叶轮进 口直径 53mm，叶轮外径155mm，叶轮出口宽度 6ram，叶片数5枚。本文采用的具体叶型数据