正切与斜切叶轮对离心泵性能和压力脉动影响分析

"叶轮切割方式对离心泵外特性和压力脉动的影响 (2015年)" 这篇论文深入探讨了叶轮切割方式对离心泵性能的影响，具体包括正切和斜切两种切割方式。研究对象是IS100-65-200型的中比转速离心泵，这种泵广泛应用于工业和民用领域。通过使用先进的CFD（计算流体动力学）软件Fluent进行数值模拟，研究人员分析了不同切割量和切割角度下泵的外特性和压力脉动特性。 外特性是衡量泵性能的重要指标，包括扬程、流量和效率。在正切切割方式下，随着切割量的增加，泵的扬程逐渐降低，这是因为切割导致叶轮的流道面积减小，减少了液体受到的离心力。在切割量不超过10%的情况下，由于切割优化了流道形状，泵的效率略有提高。但当切割量进一步增加超过10%，过大的改变使得流道效率降低，因此泵的效率下降。 对于斜切方式，情况有所不同。泵的扬程随着切割角度的增加而降低，这与正切切割类似，但效率的变化更复杂。在切割角度0°到20°的范围内，泵的效率基本保持稳定，可能是因为切割角度较小，对流道形状的影响较小。然而，当切割角度增大至20°到32°时，泵的效率逐渐下降，这可能是由于切割导致的流道扭曲加剧，增加了流动阻力。 在相同叶轮外径条件下，正切切割的泵效率高于斜切。这是因为正切切割通常能更好地保持叶轮的原始几何对称性，从而减少流动损失。而斜切虽然在某些角度下可以保持效率，但在较大角度下可能导致流动不均匀，效率降低。 关于压力脉动，内部流动分析显示，无论是正切还是斜切，压力脉动幅值都与切割方式和程度有关。正切时，压力脉动随着叶轮外径的减小而减小，这是因为叶轮尺寸减小导致液体流动速度变化减小，从而降低了脉动。而在斜切情况下，压力脉动幅值先随切割角增大而减小，然后增加，表明存在一个最佳切割角度（例如20°），此时脉动最小。这可能与切割导致的流动分离和涡旋强度变化有关。 该研究揭示了叶轮切割对离心泵性能的复杂影响，提供了选择合适切割方式和参数的依据，有助于提高泵的设计效率和运行稳定性，减少压力脉动带来的机械振动和噪音问题。这些发现对于离心泵的设计者和使用者来说具有重要的实践指导价值。