排灌机械工程学报

作者：赵万勇, 张宇翔, 于帅, 韩伟

单位：1. 兰州理工大学能源与动力工程学院, 甘肃 兰州 730050; 2. 特种泵阀及流控系统教育部重点实验室, 甘肃 兰州 730050; 3. 甘肃省流体机械及系统重点实验室, 甘肃 兰州 730051

关键词：轴流泵,空化性能,几何参数,正交优化,流场分析

基金：甘肃省科技重点研发计划项目(20YF3GA019);国家自然科学基金资助项目(52269022);甘肃省自然科学基金资助项目(23JRRA788)

针对轴流泵空化问题,以ZL-125型轴流泵为研究对象,基于791翼型,考察叶片几何参数对轴流泵空化性能的影响.研究发现,减小叶片进口冲角θ、增大叶栅稠密度l/t和减小叶片厚度ξ都使轴流泵必需空化余量NPSHR降低,其中叶栅稠密度和叶片厚度的变化量与NPSHR呈线性相关,叶片进口冲角与NPSHR呈三次函数关系.在此基础上,采用正交试验法将轴流泵叶片进口冲角、叶栅稠密度以及叶片厚度3项作为正交试验的变量,在工程设计区间内为每个变量制定一个三因素三水平的正交试验方案.试验结果表明:θ=0.2°,l/t=0.66,ξ=2%时对空化影响效果小,必需空化余量比原模型下降3.0%;θ=0.2°,l/t=0.74,ξ=5%时对叶片空化的抑制效果最好,必需空化余量比原模型降低11.0%;最优方案为θ=0.5°,l/t=0.74,ξ=2%,扬程在同组方案里最高,效率提升0.72%,必需空化余量降低9.8%.通过对以上3个影响因子进行研究,并结合极差分析认为,叶栅稠密度变化对轴流泵的空化性能影响较大.研究结果可为轴流泵的叶片优化设计与空化性能提升提供一定理论依据.

来源：2026年第5期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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