一体化闸门泵双向运行内部流动及水动力特性研究  

Study on Internal Flow and Hydrodynamic Characteristics of Integrated Gate Pump in Bidirectional Operation

作　　者：赖华煌 周震 王昊书 朱荣生[3] 龙云[3] LAI Hua-huang

机构地区：[1]华南泵业有限公司,广州511430 [2]华南泵业(赣州)有限公司,江西赣州341400 [3]江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心,江苏镇江212013

出　　处：《水泵技术》2023年第6期11-17,21,共8页Pump Technology

基　　金：国家自然科学青年基金(51906085);中国博士后科学基金(2019M651734);教育部“春晖计划”合作科研项目;2020年度“青年英才培育计划”优秀青年骨干教师培育人选。

摘　　要：一体化泵闸是一种新型的河道泵闸系统,具有占地少、建设成本低、施工周期短、运行和维护成本低等优点。作为一体化泵闸的核心水力部件,一体化闸门泵对双向输水有重要影响。采用CFD技术并使用高精度网格,对双向运行工况下一体化闸门泵的内流场进行了数值模拟,分析了不同流量下叶轮、导叶流域的速度场、流线分布和涡结构以及叶轮叶片的静压分布,结果表明:导流帽的设置对轴流泵内部流动起重要作用,正向运行时叶轮进口处和导叶出口处未设置导流帽导致叶轮进口靠近轮毂处产生旋涡,且在导叶的后方产生大尺度的绕流涡;反向运行工况下叶轮进口存在预旋,引起导叶区域产生大量旋涡,预旋造成叶轮叶片进口冲角过大,使得叶轮叶片吸力面前缘出现旋涡;在设计工况下,导叶叶片吸力面的后缘仍存在流动分离,叶轮叶片压力面的前缘仍存在旋涡,反映了导叶和叶轮叶片型线设计不合理;叶轮叶片吸力面前缘在预旋影响下产生的旋涡导致叶轮叶片前缘的压力很低,压力梯度很大,且反向运行工况下吸力面载荷曲线出现了波动。本研究为一体化闸门泵的优化设计提供了依据,对推进一体化泵闸技术的发展具有较大的应用价值。

关 键 词：一体化闸门泵 双向运行 内部流动 水动力特性 涡结构 

分 类 号：TH311[机械工程—机械制造及自动化]