叶轮与导叶叶片数匹配对井用潜水泵性能的影响

叶轮与导叶叶片数对泵的扬程、效率等都具有较大的影响。选取250QJ140型井用潜水泵作为研究对象，采用数值计算与试验相结合的方法，在叶轮与导叶叶片数组合变化下，对井用潜水泵的性能变化规律和内部流场分布进行了研究。基于不改变其他几何参数的原则，建立16组不同叶片数组合的两级井用潜水泵模型。采用ANSYS ICEM软件对各组模型分别进行了结构化网格划分，进而在ANSYS CFX 商用软件中对各组模型进行了多工况定常数值计算。各组数值计算均选用标准k-ω湍流模型和标准壁面函数，获得了各组模型在不同工况下的性能预测值。通过各组方案性能预测值的对比可以发现：在额定流量工况下，当叶轮与导叶叶片数均为7时，井用潜水泵模型的效率最高。在小流量工况和大流量工况下，泵内的介质流动角度发生了变化。在小流量工况下，增加叶轮与导叶的叶片数可以提高叶片对于液体介质的整流，进而提高井用潜水泵性能；在大流量工况下，较少的叶轮与导叶叶片数更能减轻叶片对液体介质的排挤作用。将大流量工况下性能较好的方案6进行了样机制造和性能试验，结果表明，模型性能较好，在额定流量工况下，扬程预测值比试验结果低2.4%，轴功率预测值比试验结果低1.6%，效率预测值比试验结果高1.1%，数值预测结果与试验结果随流量的整体变化趋势一致，证实了本文中数值计算的准确性