為了提高磁力驅(qū)動(dòng)冷凝泵的抗汽蝕性能，在泵葉輪入口處配置了變螺距誘導(dǎo)輪，并建立了吸入口配置變螺距誘導(dǎo)輪和未配置變螺距誘導(dǎo)輪的兩種模型。采用Fluent軟件對(duì)磁力驅(qū)動(dòng)冷凝泵內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，給出了其內(nèi)部壓力分布以及粒子流動(dòng)跡線圖。通過(guò)兩組數(shù)據(jù)的比較，得到了內(nèi)部流場(chǎng)的主要特征。模擬結(jié)果表明，磁力驅(qū)動(dòng)冷凝泵吸入口配置變螺距誘導(dǎo)輪可以有效提高抗汽蝕性能。

1、引言

　　通過(guò)計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)數(shù)值模擬技術(shù)，可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)水力機(jī)械的汽蝕、壓力、速度等一系列性能參數(shù)，為水力機(jī)械的研究提供了方便。由于核電工程用的冷凝泵裝置汽蝕余量極低，為了防止汽蝕，通常在泵的入口處增加誘導(dǎo)輪，以提高泵首級(jí)葉輪的抗汽蝕性能，從而降低泵的必需汽蝕余量。

　　磁力驅(qū)動(dòng)冷凝泵采用立式、兩級(jí)結(jié)構(gòu)，在冷凝泵吸入口配置變螺距誘導(dǎo)輪，增加泵進(jìn)口液體的靜壓力，解決了泵的汽蝕問(wèn)題。目前，對(duì)泵入口配置誘導(dǎo)輪和首級(jí)葉輪的內(nèi)部流動(dòng)同時(shí)進(jìn)行研究尚不多見(jiàn)，為了了解冷凝泵內(nèi)部流動(dòng)情況，

　　本文利用Fluent 軟件對(duì)泵內(nèi)部流場(chǎng)分布進(jìn)行數(shù)值模擬，并對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了分析。

2、磁力驅(qū)動(dòng)冷凝泵的基本參數(shù)和主要結(jié)構(gòu)

　　2.1、基本參數(shù)

　　磁力驅(qū)動(dòng)冷凝泵的設(shè)計(jì)參數(shù)為：流量150m³·h^-1；揚(yáng)程90 m；轉(zhuǎn)速1450r·min-1；功率75 kW；必需汽蝕余量0.45 m。誘導(dǎo)輪的設(shè)計(jì)采用變螺距設(shè)計(jì)方法，圓錐形輪緣和輪轂結(jié)構(gòu)，變螺距誘導(dǎo)輪的設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 變螺距誘導(dǎo)輪的設(shè)計(jì)參數(shù)

　　2.2、主要結(jié)構(gòu)

　　磁力驅(qū)動(dòng)冷凝泵吸入口設(shè)置的誘導(dǎo)輪如圖1所示，變螺距誘導(dǎo)輪模型如圖2所示。

圖1 磁力驅(qū)動(dòng)冷凝泵吸入口結(jié)構(gòu)

1——外磁轉(zhuǎn)子；2——隔離套；3——內(nèi)磁轉(zhuǎn)子；4——次級(jí)葉輪；5——首級(jí)葉輪；6——泵體；7——誘導(dǎo)輪；8——冷卻管路

圖2 變螺距誘導(dǎo)輪模型

5、結(jié) 論

　　(1)變螺距誘導(dǎo)輪出口壓力提高幅度大；壓力面的壓力沿螺距增大而增大。誘導(dǎo)輪的粒子流動(dòng)跡線圖清晰, 能形象地展示內(nèi)部流動(dòng)特征。

　　(2)吸入口配置誘導(dǎo)輪，能夠使泵葉輪進(jìn)口處的葉片工作面和吸力面上的最低靜壓值都相對(duì)提高20 kPa，因此，可以有效提高泵的抗汽蝕性能。