高速离心泵空化特性分析及诱导轮包角优化设计OA

针对空间严苛限制下某设备冷却用高速离心泵扬程、效率偏低等问题,开展空化特性分析与诱导轮包角优化研究,通过试验测试与仿真计算结果的对比验证该泵数值分析结果的可靠性。基于汽蚀基本方程、汽蚀比转速与吸入比转速方法,初步计算泵的必需汽蚀余量NPSHr,并结合CFD空化流场仿真,明确理论计算结果的准确性和空化发生的临界条件。基于此,设计诱导轮,系统研究包角(100°~200°)对诱导轮及整泵性能的影响。结果表明,诱导轮包角显著影响自身与整泵的扬程和效率,包角为140°时,诱导轮自身效率最佳且提供11.86 m的扬程,可满足抗汽蚀需求;装配该诱导轮得到优化后的整泵扬程提升至71.29 m,效率达81.76%,相比优化前分别提升了4.47%,5.44%;优化后汽蚀临界点左移,NPSHa增至21.37 m,增幅约1.25倍,系统抗汽蚀能力显著增强,扬程与效率均满足设计要求。研究可为高速离心泵在轻量化约束下的高性能设计提供理论依据与工程参考。