为了清晰准确地表述计算结果,在静止坐标系下定义圆周位置角θ,见图4-16,即当x=0mm且y>0mm时,θ=0°。
如图5-20所示是不同工况下叶轮中截面上压力脉动强度的分布情况。从图中可以看出,对于各个工况,叶片工作面的压力脉动强度都大于叶片背面。在叶片后缘靠近工作面的位置压力脉动强度出现最大值,且该区域附近压力脉动强度的梯度较大。与其他流量工况相比,在设计流量下,叶片工作面压力脉动强度相对较小;大流量工况下,叶轮流道内叶片工作面附近压力脉动强度相对较大;在小流量下,工作面附近压力脉动强度的梯度相对较大;仅在小流量工况时,叶片前缘和背面附近出现较强的脉动分布。
图5-20 额定转速不同工况下叶轮中截面压力脉动强度分布
如图5-21所示是不同工况下蜗壳中截面压力脉动强度的分布情况。从图中可以看出,压力脉动强度随流量的增加而增强。对于大流量工况,压力脉动强度最大值出现在蜗壳隔舌附近区域,在蜗壳出口管以及θ=0°~180°范围附近,压力脉动强度相对较大,其他区域压力脉动强度相对较小;对于设计流量工况,压力脉动强度分布特点与大流量情况类似;而在小流量工况下,压力脉动强度分布与大流量和设计流量工况有着相反的特点,最小值出现在θ=0°~90°范围内,而θ=180°~360°范围附近,压力脉动强度相对较大。
图5-21 额定转速不同工况下蜗壳流道中截面压力脉动强度分布
如图5-22所示是不同工况下前泵腔口环处轴截面压力脉动强度的分布情况。泵腔内的压力脉动强度大小随着流量的增加而增加,且大流量下前泵腔内压力脉动强度的梯度较大,小流量下最小。同时,口环内流动会影响叶轮进口附近的流动分布,从图中可以看出,在设计流量工况下,这种影响相对较小,而大流量时,叶轮进口附近出现了明显的高脉动区域;在小流量工况下,叶轮进口附近靠近口环处高脉动区域较大,甚至出现了比前泵腔内压力脉动强度更大的区域,且其梯度也较大。
图5-22 额定转速不同工况下前泵腔口环处轴截面压力脉动强度分布(www.daowen.com)
如图5-23所示是模型离心泵后泵腔截面的压力脉动强度的分布,截面位置见图5-1。从图中可以看出,压力脉动的分布随着流量的增加而增加。如图5-24所示是不同工况下前泵腔截面处压力脉动强度的分布,压力脉动强度的最大值出现在大流量工况下θ=45°~180°范围内半径较小的区域;相对较小的值出现在各个工况下θ=315°附近区域。前泵腔内压力脉动强度分布呈现明显的非对称性。
图5-23 额定转速不同工况下后泵腔截面压力脉动强度分布
图5-24 额定转速不同工况下前泵腔截面压力脉动强度分布
如图5-25所示是不同工况下叶轮出口圆周面压力脉动强度的分布。图中PS表示叶片工作面位置;SS表示叶片背面位置。从Cp*的定义可知,压力脉动强度系数是1个周期内结果的整体反映,与叶轮所处的具体位置无关。从该图可知,在大流量工况下叶片工作面靠近后盖板的位置压力脉动强度相对较大;小流量Q=11L/s工况下,压力脉动强度相对较小。Q=42L/s工况下,在θ=0°~150°和θ=330°~360°范围内压力
图5-25 额定转速不同工况下叶轮出口圆周面压力脉动强度分布
脉动强度相对较大,其他圆周位置处压力脉动强度相对较小,且主要在叶轮前、后盖板附近。设计流量工况下,压力脉动强度的分布规律与大流量时近似,相对较大的压力脉动强度主要分布于θ=0°~180°范围内。Q=22L/s工况下,压力脉动强度分布较为平均,最小值分布于叶片背面附近。Q=11L/s工况下,压力脉动强度的分布与设计流量下的分布相反,相对较大的压力脉动强度分布于θ=180°~360°范围内,最大脉动值出现在叶片背面靠近后盖板的区域;在θ=0°~180°范围内压力脉动强度相对较小。因此,尽管在Q=11L/s工况下模型离心泵内部的绝对压力值较高,但其压力脉动强度较低。
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