為了提高磁力驅(qū)動冷凝泵的抗汽蝕性能，在泵葉輪入口處配置了變螺距誘導輪，并建立了吸入口配置變螺距誘導輪和未配置變螺距誘導輪的兩種模型。采用Fluent軟件對磁力驅(qū)動冷凝泵內(nèi)流場進行數(shù)值模擬，給出了其內(nèi)部壓力分布以及粒子流動跡線圖。通過兩組數(shù)據(jù)的比較，得到了內(nèi)部流場的主要特征。模擬結(jié)果表明，磁力驅(qū)動冷凝泵吸入口配置變螺距誘導輪可以有效提高抗汽蝕性能。

1、引言

　　通過計算流體動力學(CFD)數(shù)值模擬技術(shù)，可以準確預測水力機械的汽蝕、壓力、速度等一系列性能參數(shù)，為水力機械的研究提供了方便。由于核電工程用的冷凝泵裝置汽蝕余量極低，為了防止汽蝕，通常在泵的入口處增加誘導輪，以提高泵首級葉輪的抗汽蝕性能，從而降低泵的必需汽蝕余量。

　　磁力驅(qū)動冷凝泵采用立式、兩級結(jié)構(gòu)，在冷凝泵吸入口配置變螺距誘導輪，增加泵進口液體的靜壓力，解決了泵的汽蝕問題。目前，對泵入口配置誘導輪和首級葉輪的內(nèi)部流動同時進行研究尚不多見，為了了解冷凝泵內(nèi)部流動情況，

　　本文利用Fluent 軟件對泵內(nèi)部流場分布進行數(shù)值模擬，并對數(shù)值模擬結(jié)果進行了分析。

2、磁力驅(qū)動冷凝泵的基本參數(shù)和主要結(jié)構(gòu)

　　2.1、基本參數(shù)

　　磁力驅(qū)動冷凝泵的設(shè)計參數(shù)為：流量150m³·h^-1；揚程90 m；轉(zhuǎn)速1450r·min-1；功率75 kW；必需汽蝕余量0.45 m。誘導輪的設(shè)計采用變螺距設(shè)計方法，圓錐形輪緣和輪轂結(jié)構(gòu)，變螺距誘導輪的設(shè)計參數(shù)見表1。

表1 變螺距誘導輪的設(shè)計參數(shù)

　　2.2、主要結(jié)構(gòu)

　　磁力驅(qū)動冷凝泵吸入口設(shè)置的誘導輪如圖1所示，變螺距誘導輪模型如圖2所示。

圖1 磁力驅(qū)動冷凝泵吸入口結(jié)構(gòu)

1——外磁轉(zhuǎn)子；2——隔離套；3——內(nèi)磁轉(zhuǎn)子；4——次級葉輪；5——首級葉輪；6——泵體；7——誘導輪；8——冷卻管路

圖2 變螺距誘導輪模型

5、結(jié) 論

　　(1)變螺距誘導輪出口壓力提高幅度大；壓力面的壓力沿螺距增大而增大。誘導輪的粒子流動跡線圖清晰, 能形象地展示內(nèi)部流動特征。

　　(2)吸入口配置誘導輪，能夠使泵葉輪進口處的葉片工作面和吸力面上的最低靜壓值都相對提高20 kPa，因此，可以有效提高泵的抗汽蝕性能。