2023年第3期16·小原楼术低比转速离心泵叶轮内三维流场PIV试验及数值仿真*芦洪钟朱强牛茂升（上海凯泉泵业（集团）有限公司，上海201801)摘要：为研究低比转速离心泵内部流场分布情况，借助于PIV试验，结合数值仿真方法对一台叶轮直径为187mm、比转速为70的离心泵叶轮通道流场进行了测量及数值模拟计算。为对比不同流模型计算结果的可信度，分别采用Standardk－8模型、RNGk-ε模型、SSTk-模型进行计算，并将流场计算结果与PIV试验结果进行了对比。研究结果表明：在小流量工况下，叶轮通道内速度分布较不均匀，在通道后半区域靠近叶片工作面存在明显的低速区，叶片背面的中前部区域附近出现高速区；随着流量增大，叶轮通道内部速度分布渐趋均匀，水流出口角增加。三个端流模型计算结果与试验结果吻合较好，尤其是对低速区的模拟较好。对比三个不同的端流模型，在小流量工况及设计流量工况下，RNGk一ε模型计算结果与试验值更为接近；在大流量工况下，Standardk-ε模型计算结果与试验值吻合更好。对比离心泵整体性能表现，扬程、效率计算结果均远高于试验测量值。关键词：低比转速离心泵叶轮内部流场PIV测量数值仿真中图分类号：TH311文献标识码：A通常，比转速n。=30~80的离心泵称为低比转速离心泵[]，低比转速离心泵具有流量小、扬程高的特点，在能源动力、石油化工领域有着广泛应用[2-3]离心泵叶轮内部的真实流场是复杂的三维非定常粘性湍流，尤其是低比转速离心泵，在水泵运行过程中，叶轮通道内常出现回流、轴向旋涡、流动分离及射流尾迹等现象，因此常规试验方法难以对叶轮内部流动进行测量。粒子图像测速（ParticleImageVelocimetry，PIV）技术是基于拉格朗日质点运动研究流体运动的非接触式瞬态测试技术，因其测试精度高，已成为研究离心泵内流场的先进测试方法[4-1]。目前，国内外相关研究人员通过试验测量与数值计算相结合的方法对离心泵内部流动机理作了较深入、系统的研究；张淑佳等[8]采用三种k－ε涡粘端流模型对IS80-65-160离心泵进行定常数值计算，研究表明三种流模型均可用于离心泵内流场计算，Realizablek-ε模型计算结果与试验吻合较好；刘梅清等[9]基于Fluent软件选用四种湍流*基金项目：上海市科研计划项目（18PJ1431900）模型对双吸泵内部流场进行数值模拟，提出不同流模型均能够对双吸离心泵进行稳态数值模拟，但模拟精度差别较大；胡良波等[10]分别选用雷诺时均法、大涡模拟法及分离涡模拟法对多级离心泵内流场进行数值计算...
