旋流泵作为一种无堵塞性能优良的泵,逐渐应用于城市排水、化工、矿山等领域。但旋流泵设计理论还不成熟,优秀的水力模型较少。对旋流泵的研究,目前主要集中在实验研究和理论分析上。通过实验,得到旋流泵的结构参数对旋流泵性能的影响,然后来修正旋流泵结构参数。这种通过实验修正旋流泵的结构参数的设计方法,耗费大量的物力及人力,且设计周期较长。 随着计算机技术和计算流体力学的发展,叶轮机械内部三维流场的研究得到迅速发展,已成为现阶段研究的热点之一。应用CFD技术对泵内流场进行数值计算,观察、分析内部流场结构,预测泵的性能,对泵结构进行优化设计,提高泵的设计理论和设计方法。 本文采用雷诺时均方程及标准k-ε湍流模型,采用Pro/E三维造型软件进行物理造型,非结构化网格划分,应用有限体积法,一阶迎风格式对控制方程离散化处理,运用多相参考系法解决流场动静干涉和用SIMPLE算法对离散方程进行求解对旋流泵内流场进行了数值计算与分析,获得了旋流泵叶轮和压水室内的速度场、压力场等旋流泵的内特性。通过数值模拟、分析旋流泵的不同进口、不同叶片形状以及不同压水室形状对旋流泵性能的影响,并得到以下结论: 1.旋流泵的进口大小对旋流泵性能影响较大,在进口大小与叶轮直径为0.45左右时,旋流泵的进口速度适中,旋流泵性能最佳; 2.分别计算了装有双向倾斜叶片(R30F30)、单向倾斜叶片(R30)和直叶片的旋流泵内流场,得到R30型叶片性能最好,但高效率区不如R30F30叶片宽; 3.随着旋流泵的准螺旋状压水室径向尺寸的增大,性能变差。 本次计算得到的扬程与实验值相比,高出5～8个百分点,在小流量工况下高5.2%左右,大流量工况下高7.8%多些。