泵性能預(yù)測及研究

離心泵內(nèi)的實際流動規(guī)律很復(fù)雜，還遠沒有被人們所認(rèn)識，以至于迄今泵的設(shè)計仍停留在半理論、半經(jīng)驗的階段。國內(nèi)開發(fā)泵產(chǎn)品一般都要經(jīng)過設(shè)計、試制、試驗、改進的過程。（熱水泵）這樣一個繁瑣過程，消耗了大量的時間，人力和財力。如果能夠依據(jù)設(shè)計的泵葉輪、蝸殼等過流部件的幾何參數(shù)準(zhǔn)確地預(yù)測出泵的性能曲線，就能夠大幅地減少泵的模型制作、試制、試驗的費用并縮短設(shè)計和制造周期。目前泵性能預(yù)測的結(jié)果還不能*工程應(yīng)用的需要，因此對泵性能預(yù)測的深入研究具有重要的理論意義和社會經(jīng)濟效益。

     國內(nèi)外研究現(xiàn)狀: 長期以來，國內(nèi)外學(xué)者對離心泵性能預(yù)測進行了大量研究，取得了不少成果，歸納起來主要有流場分析法、水力損失法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。

     流場分析法流場分析法的實質(zhì)就是建立離心泵內(nèi)部流場特征和泵外特性之間的關(guān)系，是泵研究領(lǐng)域中一個重要的課題。主要包括兩方面的問題：一是獲得泵內(nèi)部流場的特征；二是建立泵外特性與內(nèi)部流場之間的關(guān)系。目前，國內(nèi)外對前者所做的研究比較多，（高溫泵）且取得了較豐富的研究成果，而對后者的研究則很少，處于起步階段。

      離心泵內(nèi)部流場的數(shù)值模擬包括對泵葉輪、吸入室和壓水室內(nèi)流場的模擬，并且為了保證性能預(yù)測的精度，一般都要進行全三維的數(shù)值模擬。由于泵內(nèi)的流動一般都是湍流，而對湍流的數(shù)值模擬是CFD（計算流體力學(xué)）的一個難點，但同時又是一個熱點，因此要對泵內(nèi)流場進行準(zhǔn)確的全三維數(shù)值模擬還有較大的困難。目前湍流的數(shù)值模擬方法主要有三種：一是直接模擬（DNS）。由于計算機速度和容量的限制，該方法在工程中還應(yīng)用得較少。二是大渦模擬（Large EddySimulation）。該法通過某種濾波方法將湍流運動分解成高度各向異性的大尺度渦和大致各向同性的小尺度渦，對前者通過數(shù)值求解微分方程進行直接計算，而后者對前者的影響則通過近似模擬來處理。同直接模擬一樣需要比較大的計算機容量和很快的處理器。三是雷諾（Reynolds）時均法，這是目前流體機械中采用的主要方法。該法將N-S方程對時間作平均，求解工翟中感糕趣妁時均量，（恒溫泵）但需要用湍流模型來封閉方程組。K_e雙方程湍流模型由于有較好精度和通用性且計算量又不太大，所以成為研究zui多、應(yīng)用的模型之一。不管采用哪一種計算方法，所有的計算過程都是由計算機完成的、包括建模、網(wǎng)絡(luò)劃分、計算及流場分析等一系列過程。目前很多商業(yè)軟件如FLUNT、STARCD、FIDAP都可以進行三維湍流計算，且具有一定的精度。