旋转喷射泵（简称旋喷泵），是一种小流量高扬程低比转速泵。该泵结构简单可靠、性能平稳、轴向力小、易于密封及系列化。如图1所示，液体被吸入叶轮后进入转子腔，再由集流管将动能转换为高压能输出。近年来国内对旋喷泵的工作原理、结构特点及使用条件等方面进行了研究，但在水力模型设计、内部流动规律、性能曲线预测方法等方面，仍需要进一步开展系统的研究工作。

本文采用相同的长短复合S型叶片，按照单封闭式、半开式、双半开式设计3种不同叶轮结构的旋喷泵水力模型；运用数值模拟方法，对旋喷泵内部流场进行模拟计算、预测对比性能曲线，为旋喷泵的优化设计提供理论依据。

一、水力模型设计

在旋喷泵转子腔中，本文采用6长6短相同形状的复合S型叶片（如图2)，东莞南方水泵设计了以下3种不同叶轮结构方案。

A——单封闭式叶轮：封闭式叶轮设在转子腔进水一侧（图3a)；

B——单半开式叶轮：半开式叶轮设在转子腔进水一侧（图3b)；

C——双半开式叶轮：两半开式叶轮分别设在转子腔两侧（图3c)。

二、数值计算方法

应用Pro/E软件分别对3种方案的进水、转子腔、集流管等流道部分建立几何模型并组装成整体，得到如图4(a)所示的三维流动计算域（以方案B为例）。选用四面体单元，应用ICEM软件对计算域生成计算网格，得到如图4(b)所示的网格单元，总网格数和总节点数分别为225139和47314。

使用ANSYS-CFX软件模拟计算旋喷泵三维流动，工作介质为水，湍流模型选取标准k-s模型。转动区域按FrozenRotor设置，转速n=2900r/min。计算域进、出口分别采用压力及流量边界条件，流量大小由泵工况决定。

三、广东南方水泵分析计算结果

1、速度分布

3种水力模型流场的数值计算结果基本相似，下面仅以方案B为例说明。液体在转子腔内随腔体旋转，沿腔体半径方向流速逐渐增大，在集流管入口处附近流速急剧增大（如图5)。由于集流管的滞流作用，流体进入集流管入口处流速急速下降（如图6)。

2、静压分布

从轴心沿半径方向转子腔内静压值逐渐增大，集流管对转子腔内的压力分布影响不大（图7)。集流管内在入口段压力变化较大，经历了最低压到髙压的变化，体现了集流管入口的滞流增压作用。另外，集流管入口弯管后端静压值有所降低，表明弯管处产生了一定的局部水力损失。

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