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叶片载荷分布在设计流量工况下的设计优化

【摘要】:图5.5叶轮中间截面上叶片载荷分布由图5.5可知,NPSHa=2.09m[对应图5.1中的A点]时,叶轮叶片表面压力分布较均匀,在叶片进口吸力面处压力最小,出口处压力最大。NPSHa=1.27m[对应图5.1中的C点]时,叶片表面压力分布发生变化,即叶片载荷在S=0~0.3处明显变小。当NPSHa=1.07m[对应图5.1中的D点]时,叶片表面压力分布变化较显著,即叶片载荷在S=0~0.6处变得较小,尤其是在S=0.4~0.6处接近零,叶片前端60%的部分基本不做功,造成离心泵扬程突降。

图5.4和图5.5所示分别为不同有效空化余量对应的泵叶片吸力面上空泡体积率分布和叶轮中间截面上叶片载荷分布。图5.5中,S表示翼型中线相对长度,0表示叶片进口边,1表示叶片出口边。

图5.4 叶片吸力面上空泡体积率分布

由图5.4可知,随着有效空化余量的减小,空泡从叶片吸力面进口靠前盖板附近逐渐向叶片尾部延伸发展,同时向叶轮后盖板侧扩展。当NPSHa=1.07m时,空化区域较大,并且在叶片吸力面靠前盖板附近空化区域体积率较高。

图5.5 叶轮中间截面上叶片载荷分布

由图5.5可知,NPSHa=2.09m[对应图5.1(b)中的A点]时,叶轮叶片表面压力分布较均匀,在叶片进口吸力面处压力最小,出口处压力最大。NPSHa=1.68m[对应图5.1(b)中的B点]时,叶片表面压力分布仍较均匀,叶片进口附近低压区范围缩小,即叶片进口处叶片载荷接近零,出口处压力降低。NPSHa=1.27m[对应图5.1(b)中的C点]时,叶片表面压力分布发生变化,即叶片载荷在S=0~0.3处明显变小。当NPSHa=1.07m[对应图5.1(b)中的D点]时,叶片表面压力分布变化较显著,即叶片载荷在S=0~0.6处变得较小,尤其是在S=0.4~0.6处接近零,叶片前端60%的部分基本不做功,造成离心泵扬程突降。