1、水力损失计算
通过数值模拟的结果计算了各方案装置内各段(进水流道、叶轮、导叶体、灯泡段、出水流道)的水力损失(见表1)。在原方案中可见后置灯泡贯流泵装置的过流部件中,水力损失最大的是灯泡段(包括灯泡体、进线孔、进入孔和灯泡体支承),导叶部分的损失所占比重也相对较大,而进出水流道的损失则相对较小。方案1到方案4,随着对个别过流部件结构的改变和优化,其装置水力损失也出现了明显的变化,说明过流部件对装置水力损失的影响不容忽视。
2、导叶与进入孔相对位置对水力损失的影响
原方案中灯泡体的支撑位于2片导叶出口之间,影响导叶出口的水流流态,因此方案1将导叶旋转22.5°(因为导叶体有8片导叶,每2片导叶之间间隔为45°,一半即为22.5°,见图2(b)),使得灯泡体支撑正对着导叶,以减少支撑对导叶出口水流流态的影响。由表1可以看出,虽然出水流道水力损失略有增加,导叶和灯泡体损失却有所降低,总体泵装置效率有所提高。
3、进入孔和灯泡体支承结构对水力性能的影响
原方案和方案1模型中灯泡体上方有一个进入孔,一个进线孔,2孔之间有一定的距离,使得水流在经过进人孔后出现交叉绕流的现象(见图4(a)),灯泡体支撑处尾部有小范围的脱流,且出现漩涡和偏流,灯泡体周围水流流态紊乱,灯泡体段的水力损失在总损失中所占比例较大。方案2改变了支撑的结构后,进入孔周围水流流态得到改善,整个灯泡体附近的水流比较平稳(见图4(b)),没有回流现象,导叶段和灯泡体的损失有所下降,整个泵装置的效率提高了将近1.5个百分点,所以灯泡体支撑的形状对效率的影响也不容忽视。
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