立式斜流泵不同导叶内数值计算杨从新1苏晓珍1李强2黎义斌1（1兰州理工大学能源与动力学院730050；2合肥工业大学化工机械研究所230009）摘要：导叶数是影响立式斜流泵水力性能的一个重要因素之一，选择比转数ns=542.3的模型泵作为研究对象。分别对双向FSI模型和单一流体域不同模型进行比较，得到双向FSI模型的模拟结果有效扬程误差最小，其更加适合斜流泵模型，能够反映其内部真实流动规律；并通过对比不同导叶片数下导叶内部损失，结果表明：随着导叶片数的增加，导叶内部损失逐渐增大，当导叶数增加到7片时，其内部损失最大，占总扬程的15.20%，导叶片数为3片时，导叶内部损失最小，占试验总扬程的3.34%，且导叶出口速度分布以及导叶表面静压分布都较为合理。研究结果为立式斜流泵导叶数的选择提供参考。关键词：斜流泵，不同导叶数，双向FSI，LES模拟中图分类号：O121.8;G558OptimizationCalculationoftheVerticalDiagonalFlowPumpwithdifferentnumbersofGuideVanesYANGCongxin1,SUXiaozhen1,LIQiang2,LIYibing1(1SchoolofEnergyandPowerEngineering,LanzhouUniversityofTechnology,Lanzhou730050,China;2ChemicalMachineryResearchInstitute,HefeiUniversityofTechnology)Abstract:Thestudyistheverticaldiagonalflowpump,thensis542.3.Thenumberoftheguidevanesisoneoftheimportantfactorsthatinfluencethehydrodynamicperformanceofit.Asaresultthattheformer’seffectiveheadserroristhesmallest,andthatmoresuitableforverticaldiagonalflowpumpmodelsandtherealflowrulecanbereflected,makingacomparisonthebidirectionalFSImodelwiththedifferentmodelsofthesinglefluiddomain.Asshownthattheinternallosseswouldgraduallyincreasealongwiththeincreaseofthenumberoftheguidevanes,throughcomparingthelossesoftheguidevaneswiththedifferentnumbersandthatthemaximumlossthataccountedfor15.20%ofthetotalhead,asthenumberincreasedto7.Whilethenumberwas3,thelossminimumaccountedfor3.34%ofit,andthevelocitydistributionoftheguidevaneexitandthestaticpressuredistributionofthesurfacewererelativelyreasonable.Thoseconclusionswillprovideareferencetochoosethenumberoftheguidevanesoftheverticaldiagonalflowpumps.Keywords:verticaldiagonalflowpump,differentnumbersofguidevanes,bidirectionalFSI,LESSimulation立式斜流泵是一种应用及其广泛的叶片式泵，具有过流量大、适用扬程范围广、抗汽蚀性能好、安装维修方便以及高效区宽等特点。近几年，基于CFD的水力机械内部流动研究发展迅速[1-4]，数值模拟已成为斜流泵设计和内部流动的主要研究手段之一，国内外学者对其内部流场及非稳定性运行进行了大量的研究工作，KatoChisachi等[5]使用大涡模拟（LES）分析了高比转速斜流泵在小流量工况下的非定常流动，将计算结果与试验实测数据对比，结果表明LES有很高的准确性；FernándezJ.等[6]利用滑移网格模型研究斜流泵内部非稳定流动，分析了叶轮通道内的湍流流动；美国MugglFelixA等[7]基于CFD对一台立式斜流泵从零流量到最大流量工况下的流动特性进行研究，得到了其变工况下内部不流动规律；张德胜等[8]研究了斜流泵叶轮和导叶叶片数对压力脉动的影响；杨从新等[9]采用非定常数值模拟技术研究了叶轮与导叶体之问的距离对混流泵水阻系数及效率的影响等。上述研究成果多从单一因素对斜流泵非稳定特性进行的研究，均没有考虑固体域对流体域作者简介：杨从新（1964-），男，陕西兴平人，教授，工学博士，主要从事各种泵的研究.苏晓珍（通讯作者）（1987-），女，安徽萧县人，主要从事流体机械及工程方面的研究，硕士研究生；基金项目：“十二五“国家重大装备子项目（00-318-06-04）.和流体域反作用于固体域的双向影响，本文针对不同导叶数对立式斜流泵内部非稳定流动的影响，以流体力学和结构力学为基础，采用双向流固耦合（FSI）对其进行全流场大涡模拟，并与单一流体域不同湍流模型进行比较分析，验证双向FSI模型对其模型的适用性，进一步探讨了不同导叶数对其性能...