离心泵进口来流速度扰动不确定性对水力性能及流场的影响

陈学炳, 杨博文, 张人会, 郭广强, 杨军虎

农业工程学报. 2024, 40(12): 77-85

农业工程学报 ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (12) : 77-85. DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.202401053

离心泵进口来流速度扰动不确定性对水力性能及流场的影响

  • 陈学炳, 杨博文, 张人会, 郭广强, 杨军虎
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Impacts of inlet flow velocity perturbation uncertainty for centrifugal pumps on hydraulic performance and flow field

  • CHEN Xuebing and YANG Bowen and ZHANG Renhui and GUO Guangqiang and YANG Junhu
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摘要

离心泵运行过程中其进口来流速度随时间的波动对泵的水力性能具有不可忽略的影响，该研究采用非嵌入式多项式混沌（non-intrusive polynomial chaos, NIPC）方法对进口来流速度扰动的不确定性进行量化分析，探究其对离心泵水力性能的影响。结果表明：随机来流速度对泵的水力性能具有较大影响，且不确定度越大，其影响越大；进口来流速度扰动会引起泵叶片压力面尾缘与吸力面上压力分布及叶轮流道内流场的变化，从而造成泵的扬程及效率的波动且波动范围较大；同时，来流不确定性的影响在叶轮内流场中的传播是非对称且非均匀的。不同工况下来流速度随时间的扰动对泵性能的影响有所差异，大部分工况下来流速度扰动会造成泵性能的下降，其中不确定度为5%时，扬程最大可下降0.4 m，效率下降3%。对不同工况下泵的进口流速不确定性进行量化分析，能够对离心泵在整个运行工况下的稳健性进行综合评定，为泵稳健性设计提供一定的基础。

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陈学炳, 杨博文, 张人会, 郭广强, 杨军虎. 离心泵进口来流速度扰动不确定性对水力性能及流场的影响. 农业工程学报. 2024, 40(12): 77-85 https://doi.org/10.11975/j.issn.1002-6819.202401053
CHEN Xuebing and YANG Bowen and ZHANG Renhui and GUO Guangqiang and YANG Junhu. Impacts of inlet flow velocity perturbation uncertainty for centrifugal pumps on hydraulic performance and flow field. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering. 2024, 40(12): 77-85 https://doi.org/10.11975/j.issn.1002-6819.202401053

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