排灌机械工程学报

作者：李天斌,郭喜安,龙云

单位：1. 上海电气凯士比核电泵阀有限公司, 上海 201306;2. 江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心, 江苏 镇江 212013

关键词：小型堆核主泵,水动力特性,内部流动,数值计算,试验

基金：国家自然科学青年基金资助项目(51906085);国家自然科学基金重点资助项目(U20A20292);中国博士后科学基金资助项目(2019M651734)

为研究不同工况下小型堆核主泵内部流动情况,采用计算流体动力学(CFD)数值模拟与试验相结合的方法,选取4种工况(0.6Qd,0.8Qd,1.0Qd与1.2Qd)进行内部流动特性分析,并选取具有典型意义的出口中心截面,以三维速度流线、速度分布云图、涡量分布云图等形式,对比考察了不同流量工况条件下泵内部流动规律及其变化趋势.通过分析叶轮与导叶之间的通道回转面压力、速度分布云图以及叶轮叶片与导叶叶片的叶片压力载荷曲线,解析了叶轮和导叶内部的流动分布和能量转换机制,从而为小型堆核主泵的水力优化设计提供直观认识.研究结果表明:在设计流量工况1.0Qd下,小型堆核主泵内部流线平顺稳定,叶片工作面与背面压力载荷较稳定;在小流量工况0.6Qd和0.8Qd下,叶轮叶片上高压区增大;在大流量工况1.2Qd运行时,泵内压力分布变化较大;试验结果与数值计算结果的一致性进一步验证了计算模型的准确性.研究结果不仅阐释了小型堆核主泵内部的流动特性,而且为小型堆核主泵的设计提供了一定的理论依据和应用指导.

来源：2024年第5期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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