1、泵作為一種重要的能量轉(zhuǎn)換設備及流體輸送裝置，在眾多國民經(jīng)濟領域具有十分廣泛的應用，其中大流量栗由于功率消耗大，葉輪流道寬，葉輪內(nèi)部三維流動特征明顯，更容易引起水泵機組復雜的激振，因此，需要在提髙其效率的同時對其水力激振進行改善。本文通過定常和非定常計算流體動力學方法對大流量泵的內(nèi)部流動進行數(shù)值模擬，提出了總體歐拉揚程分布，S1流面歐拉揚程分布以及展向歐拉揚程分布來評估大流量泵葉輪內(nèi)流體的能量增長方式，引入單位體積熵生成率對栗內(nèi)流動損失進

2、行定位和測量，采用上述手段研究了不同幾何參數(shù)對大流量泵水力性能及非定常徑向力的影響。在對內(nèi)部流動能量分布規(guī)律分析的基礎上對大流量泵進行改進設計以提髙其效率，降低其非定常徑向力。最后試驗驗證了改進設計模型在提高效率和降低振動水平方面的有效性，并研究了不同運行條件下大流量泵的振動特性。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴提出了利用總體歐拉揚程分布來表示大流量泵葉輪的能量增長方式，并將其應用于大流量混流泵葉片尾緣修型影響的研究中。結(jié)果表明：總體

3、歐拉揚程分布曲線中增長率較低的部分通常說明對應位置存在不理想的流動狀況，需要對該位置的幾何結(jié)構進行修改以提髙葉輪的工作性能；最佳的正則化總體歐拉揚程分布方式為接近恒定增長的上凸曲線；葉片尾緣修型可以減弱葉輪出口的射流-尾跡結(jié)構，增加流動均勻性，從而提髙大流量泵在大流量區(qū)域的性能。⑵提出了利用S1流面歐拉揚程分布來表示真實粘性流動中各個S1流面上的能量增長方式，引入單位體積熵生成率對泵內(nèi)的流動損失進行測量和定位，將上述分析方法應用于大流量

4、離心泵的高效低水力激振設計中。結(jié)果表明：葉片壓力面靠近后蓋板側(cè)的流動分離所對應的高熵增區(qū)域是該泵效率較低，振動過大的主要原因；采用“二級階梯形式”的S1流面歐拉揚程分布有助于抑制離心葉輪中葉片壓力面靠近后蓋板側(cè)的流動分離和二次流，從而提高泵效率，降低徑向激振力。⑶提出了利用展向歐拉揚程分布來表示葉輪各個展向位置流體對于總功的貢獻，并將其應用于不同葉片積疊方式影響的研究中。結(jié)果表明：零積疊模型駝峰的產(chǎn)生對應著展向歐拉揚程分布的突變；正積疊

5、模型葉輪流道靠近前蓋板側(cè)的脫流導致了效率的降低和非定常徑向力的增大；負積疊方式（即在葉輪旋轉(zhuǎn)方向上葉片前蓋板截面領先于后蓋板截面的積疊方式）不僅可以有效提高離心泵的流動穩(wěn)定性，消除揚程曲線中的駝峰，而且能夠在保持效率基本不變的前提下降低泵內(nèi)流體壓力脈動以及葉輪所受的非定常徑向力。⑷對改進設計模型進行了實驗研究，驗證了其在提高水力性能和降低振動水平方面的效果。通過試驗分析了在不同入口壓力，不同流量，不同汽蝕條件下水泵機組不同位置的振動特性