冲压式多级泵水力性能的数值分析及实验验证

冲压式离心泵水力性能模拟及实验验证
Numerical Simulation of Hydraulic Performance and Experimental Verification on a Stamping Multistage Pump
Abstract: A three-dimensional turbulent flow through a stamping multi-stage centrifugal pump is numerically simulated using CFX software, including flow fields in impeller, diffuser and pump body. The analysis is performed in a multiple reference frame and standard k-ε turbulence model to obtain pressure and velocity distribution. Furthermore the performance curve of the pump is calculated based on the simulation results, and compared with the experimental performance curve for optimization design of the stamping centrifugal pump.
Key word: stamping multi-stage pump; numerical simulation; performance prediction; experimental verification
引言
1计算域
1.1三维模型
图1 泵级流程示意图
1入口端2中间段3出口端
1入口端2中间段3出口端1.2求解器及方程离散格式的选取
采用k-ε湍流计算，速度和压力的耦合为SIMPLEC算法
1.3多重参考坐标系及边界条件
1)进口边界：入口质量流量
2)出口边界：取自由出口
3)壁面条件：无滑移避免条件
1.4计算中的泵工况及流体物性
计算中所使用的泵工况、流体物性等参数如表1所示：
表1 参数
流量(m3/h) 转速
(rpm)
压强
(Pa)
密度
(kg/m3 )
粘度
(Pa.s)
8~30 2900 101325 998.2 1.003×10-3
2 解析结果2.1流场
2.2压力
3 冲压泵的水力性能预测与实验验证
学术价值：冲压泵可实现产品的机械化、自动化和批量化生产，而且产品形状和尺寸精度高、重量轻、过流部件光滑、泵效率高。

与铸造加工工艺相比，冲压焊接工艺可生产无法或难以铸造的窄流道部件，适用于低比转数、小流量和高扬程的水泵制造。

创新点：本文应用CFX软件对DL型冲压式多级泵任一整级(包括叶轮、导叶、泵体)进行三维流场的数值模拟并预测出多级泵的特性曲线。

采用实验结果验证计算方法及结果的有效性，以实现多级冲压泵的产品优化设计的目的。

区别：应用CFX软件模拟分析冲压式多级泵的整级流场，以及对其水力性能的研究。