针对污泥回流泵在污水中缠绕问题,设计了20?、40?、60?三种后掠角的叶片;针对机组效率低下的问题,重新设计了节段式、扭曲式两种导叶。基于RNG k-ε湍流模型与SIMPLE算法分别从外特性和内部流场分布方面对比分析了优化前后水泵性能情况。数值模拟结果表明:随着叶片后掠角的增加,污泥回流泵扬程与轴功率均下降,随着后掠角度变大,下降幅度也变大;后掠角为20?的污泥回流泵效率曲线较平稳,高于原型泵。扭曲导叶的改型使得污泥回流泵的扬程和效率都得到了大幅提高。

针对轴流泵进行水力性能设计和优化,在满足设计要求的基础上,实现其水力效率的提升。以比转速ns = 1250的轴流泵为对象,采用CFD数值模拟方法,借助于N-S基本控制方程和标准k-ε双方程湍流模型,对轴流泵进行了全流道数值模拟,统计其速度环量的变化规律,分析总结其外特性,研究其内部流动特征。通过解决实际过程中轴流泵扬程偏低的原因,提出圆周分速度修正系数,并选取了合适的圆周分速度修正系数来优化模型。根据优化结果可见,优化之后,轴流泵的水力性能得到明显提升,满足设计要求工况,扬程从2.729 m提高到3.44 m,水力效率从80.35%提高到82.69%,同时高效区明显扩大。从内部流动分析得出,优化之后叶轮内部流体流态稳定,无脱流、旋涡等现象,流速均匀分布。在轴流泵叶轮设计过程中,宜采用变环量设计,减小轮毂处的环量,同时增大轮缘处的环量。