农业机械学报

作者：石丽建,付玲玲,夏 烨,汤方平,孙丹丹,翟林鹏

单位：扬州大学,扬州大学,扬州大学,扬州大学,徐州市水利建筑设计研究院,江苏省农村水利科技发展中心,

关键词：轴流泵; 翼型拱度; 数值计算; 试验

基金：国家自然科学基金项目（51376155）、江苏省水利科技项目（2017031）、扬州市科技计划项目（YZ2018103）和江苏省高校优势学科建设工程项目（PAPD）

为了研究翼型拱度对轴流泵水力性能的影响，采用数值模拟和模型试验的方法在参数化翼型的基础上，保持升力系数大体一致，改变翼型最大拱度的位置及高度设计得出对应轴流泵叶轮，分析翼型拱度对轴流泵水力特性的影响。在二维翼型最大拱度位置为0.3?L?~0.65?L?时采用翼型优化方法，保证翼型的升力系数基本一致，得到了不同最大翼型拱度位置下的翼型设计方案；针对0.4?L?、0.5?L?和0.6?L?共3种最大翼型拱度位置下的翼型设计方案，采用二维叶栅理论进行轴流泵叶轮设计。其余设计参数均保持不变，得到3副不同的轴流泵叶轮，将配套导叶、弯管、叶轮组合成泵段进行数值模拟计算。最后通过泵段模型试验验证了数值计算结果的可靠性。研究结果表明：为保证轴流泵具有较好的能量性能和汽蚀性能，最大翼型拱度最好选择在0.4?L?~0.6?L?的位置。当最大翼型拱度位置为0.5?L?时，水泵具有较宽的高效区运行范围，流量扬程曲线较为平顺。在小流量区域，最大翼型拱度位置靠近翼型前缘或尾缘时，效率均会下降；在大流量区域，最大翼型拱度位置越靠近翼型尾缘效率越高。随着最大拱度位置向翼型尾缘的偏移，水泵的汽蚀性能有一定的提高。在泵站工程应用时，可通过改变最大翼型拱度位置来满足泵站实际运行的能量性能和汽蚀性能要求。

来源：2018年第11期

《农业机械学报》期刊编辑部

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